TCP连接的建立与终止-程序员宅基地

TCP是一种面向连接的单播协议，在发送数据之前，通信双方必须在彼此之间建立连接。虽然TCP和UDP使用相同的网络层（IPv4或IPv6），但是TCP给应用程序提供了一种与UDP完全不同的服务——面向连接（connection-oriented）、字节流传输。

TCP可靠性

TCP提供了一个字节流接口，TCP必须把一个发送应用程序的字节流转换成一组IP可以携带的分组，这被称为组包（packetization）。这些分组包含序列号，该序列号在TCP中实际代表了每个分组的第一个字节在整个数据流中的字节偏移，而不是分组号，这允许分组在传送中是可变大小的，并允许它们组合，称为重新组包（repacketization）。应用程序数据被打散成TCP认为的最佳大小的块来发送，一般使得每个报文段按照不会被分片的单个IP数据报的大小来划分，这一点与UDP不同。

TCP维持了一个强制的校验和，该校验和涉及其头部、任何相关应用程序数据和IP头部的所有字段。这是一个端到端的伪头部，它用于检测传送中引入的比特差错。如果一个带无效校验和的报文段到达，那么TCP会丢弃它。

当TCP发送一组报文段时，它通常设置一个重传计时器，等待对方的确认接收。TCP不会为每个报文段设置一个不同的重传计时器。相反，发送一个窗口的数据，它只设置一个计时器，当ACK到达时再更新超时。如果一个确认没有及时接收到，这个报文段就会被重传。

当TCP接收到连接的另一端数据时，它会发送一个确认。这个确认可能不会立即发送，而一般会延迟片刻。TCP使用的ACK是累积的，从某种意义来讲，一个指示字节号N的ACK暗示着所有直到N的字节（不包含N）已经被成功接收了。这对于ACK丢失来说带来了一定的鲁棒性——如果一个ACK丢失，很有可能后续的ACK就足以确认前面的报文段了。

TCP给应用程序提供一种双工服务——数据可向两个方向流动，两个方向互相独立。因此，连接的每个端点必须对每个方向维持数据流的一个序列号。一旦建立了一个连接，这个连接的一个方向上的包含数据流的每个TCP报文段也包含了相反方向上的报文段的一个ACK。每个报文段也包含一个窗口通告以实现相反方向上的流量控制。因此，一个完整的TCP连接是双向和对称的，数据可以在两个方向上平等地流动。

使用序列号，一个TCP接收端可丢弃重复的报文段和记录以杂乱次序到达的报文段。因为TCP是一个字节流协议（没有边界记录），所以TCP绝不会以杂乱的次序给应用程序发送数据。因此，TCP接收端可能会被迫先保持一个大序列号的数据不交给应用程序，直到缺失的小序列号的报文段（一个“洞”）被填满。

TCP头部

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