## TCP **TCP**（Transmission Control Protocol 傳輸控制協議）**是一種 面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議**，由 IETF 的 RFC 793 定義。在簡化的計算機網絡 OSI 模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能，用戶數據報協議（UDP）是同一層內 另一個重要的傳輸協議。 在因特網協議族（Internet protocol suite）中，TCP層是位于 IP 層之上，應用層之下的中間層。不同主機的應用層之間經常需要可靠的、像管道一樣的連接，但是 IP 層不提供這樣的流機制，而是提供不可靠的包交換。 應用層向 TCP 層發送用于網間傳輸的、用 8 位字節表示的數據流，然后 TCP 把數據流分區成適當長度的報文段（通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳輸單元（ MTU）的限制）。之后 TCP 把結果包傳給 IP 層，由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的 TCP 層。TCP 為了保證不發生丟包，就給每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然后接收端實體對已成功收到的包發回一個相應的確認（ACK）；如果發送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那么對應的數據包就被假設為已丟失將會被進行重傳。TCP 用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤；在發送和接收時都要計算校驗和。 ## 三次握手 TCP是因特網中的傳輸層協議，使用三次握手協議建立連接。當主動方發出 SYN 連接請求后，等待對方回答 SYN+ACK ，并最終對對方的 SYN 執行 ACK 確認。這種建立連接的方法可以防止產生錯誤的連接，TCP使用的流量控制協議是可變大小的滑動窗口協議 :-:  1. 客戶端發送 **SYN（SEQ=x）**報文給服務器端，進入**SYN_SEND** 狀態。 2. 服務器端收到 **SYN** 報文，回應一個 **SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）**報文，進入 **SYN_RECV** 狀態。 3. 客戶端收到服務器端的 **SYN** 報文，回應一個 **ACK(ACK=y+1）**報文，進入 **Established** 狀態。 ## 連接成功 連接成功之后雙方即可互相傳輸字節流,并隨時可關閉連接,傳輸的數據有以下特性： * 傳輸的數據被 TCP 分割成了最適合發送的數據塊傳遞給 IP 協議,這個發送數據稱為 **報文段** 或 **段** * TCP 作為可靠性連接,每次發送數據段,會啟動一個定時器,每次接收數據段,會發送一次確認,如果定時器沒有及時收到確認,則會重發數據 * TCP 將保持它首部和數據的檢驗和。這是一個端到端的檢驗和，目的是檢測數據在傳輸過程中的任何變化。如果收到段的檢驗和有差錯，TCP 將丟棄這個報文段和不確認收到此報文段（希望發端超時并重發）。 * 兩個應用程序通過 TCP 連接交換 8bit 字節構成的字節流。TCP 不在字節流中插入記錄標識符。我們將這稱為字節流服務（bytestreamservice）。如果一方的應用程序先傳 10 字節，又傳 20 字節，再傳 50 字節，連接的另一方將無法了解發方每次發送了多少字節。只要自己的接收緩存沒有塞滿，TCP 接收方將有多少就收多少。一端將字節流放到 TCP 連接上，同樣的字節流將出現在 TCP 連接的另一端。 ## 四次揮手 終止一個連接要經過四次揮手，這是由 TCP 的**半關閉（half-close）**造成的。具體過程如下所示。 :-:  1. 某個應用進程首先調用 close，稱該端執行“主動關閉”（active close）。該端的TCP 于是發送一個 **FIN** 分節，表示數據發送完畢。 2. 接收到這個 **FIN** 的對端執行 “被動關閉”（passive close），這個 **FIN** 由TCP 確認。 * 注意：**FIN** 的接收也作為一個文件結束符（end-of-file）傳遞給接收端應用進程，放在已排隊等候該應用進程接收的任何其他數據之后，因為，FIN 的接收意味著接收端應用進程在相應連接上再無額外數據可接收。 3. 一段時間后，接收到這個文件結束符的應用進程將調用 close 關閉它的套接字。這導致它的 TCP 也發送一個 **FIN**。 4. 接收這個最終 **FIN** 的原發送端 TCP（即執行主動關閉的那一端）確認這個**FIN**。 既然每個方向都需要一個 **FIN** 和一個**ACK**，因此通常需要4個分節。 >“通常”是指，某些情況下，步驟1的FIN隨數據一起發送，另外，步驟2和步驟3發送的分節都出自執行被動關閉那一端，有可能被合并成一個分節。 在步驟2與步驟3之間，從執行被動關閉一端到執行主動關閉一端流動數據是可能的，這稱為“半關閉”（half-close）。 當一個Unix進程無論自愿地（調用exit或從main函數返回）還是非自愿地（收到一個終止本進程的信號）終止時，所有打開的描述符都被關閉，這也導致仍然打開的任何TCP連接上也發出一個FIN。 無論是客戶還是服務器，任何一端都可以執行主動關閉。通常情況是，客戶執行主動關閉，但是某些協議，例如，HTTP/1.0卻由服務器執行主動關閉。