TCP: 传输控制协议

TCP 提供一种面向连接的、可靠的字节流服务，面向连接意味着两个使用 TCP 的应用在彼此交换数据之前必须先建立一个 TCP 连接。

TCP 通过下列方式来提供可靠性：

• 应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块。
• 当 TCP 发出一个段后，他启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重新发送这个报文段。
• 当 TCP 收到发自 TCP 连接另一端的数据，他将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒。
• TCP 将保持他首部和数据的检验和。如果目的端收到的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文。
• 既然 TCP 报文段作为 IP 数据报来传输，而 IP 数据报的到达可能会失序，因此 TCP 报文段的到达也可能会失序。
• 既然 IP 数据报会发生重复，TCP 的接收端必须丢弃重复的数据。
• TCP 还能提供流量控制，TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP 的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区能接纳的数据。

TCP 对字节流的内容不作任何解释，对字节流的解释由 TCP 连接双方的应用层解释。

TCP连接的建立与终止

tcpdump 对 TCP 首部中部分标志比特的字符表示：

建立连接协议（三次握手）

（1）请求端（客户）发送一个 SYN 段指明客户打算连接服务器的端口，以及初始序号。这个 SYN 段为报文段1。
（2）服务器发回包含服务器的初始序号的 SYN 报文段（报文段2）作为应答。同时，将确认序号设置为客户的 ISN 加1以对客户的 SYN 报文段进行确认。一个 SYN 将占用一个序号。
（3）客户必须将确认序号设置为服务器的 ISN 加1以对服务器的 SYN 报文段进行确认。

连接终止协议（四次握手）

在我们键入 quit 命令后，将导致 TCP 客户端发送一个 FIN，用来关闭从客户到服务器的数据传送。当服务器收到这个 FIN，他发回一个 ACK，确认序号为收到的序号加1。和 SYN 一样，一个 FIN 将占用一个序号。同时 TCP 服务器还向应用程序（即丢弃服务器）传送一个文件结束符。接着这个服务器就关闭他的连接，导致他的 TCP 端发送一个 FIN，客户必须发回一个确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

TCP 的半关闭

TCP 提供了连接的一端在结束他的发送后还能接收来之另一端数据的能力，这就是所谓的半关闭。

为了使用这一特性，编程接口必须为应用程序提供一种方式来说明“我已经完成了数据传送，因此发送一个文件结束（FIN）给另一端，但我还想接收另一端发来的数据，直到他给我发来文件结束（FIN）。”

如果应用程序不调用 close 而调用 shutdown，且第2个参数值为1，则插口 API 支持半关闭。