## TCP **TCP**（Transmission Control Protocol 传输控制协议）**是一种 面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议**，由 IETF 的 RFC 793 定义。在简化的计算机网络 OSI 模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内 另一个重要的传输协议。 在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于 IP 层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是 IP 层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。 应用层向 TCP 层发送用于网间传输的、用 8 位字节表示的数据流，然后 TCP 把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（ MTU）的限制）。之后 TCP 把结果包传给 IP 层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的 TCP 层。TCP 为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP 用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。 ## 三次握手 TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出 SYN 连接请求后，等待对方回答 SYN+ACK ，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议 :-:  1. 客户端发送 **SYN（SEQ=x）**报文给服务器端，进入**SYN_SEND** 状态。 2. 服务器端收到 **SYN** 报文，回应一个 **SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）**报文，进入 **SYN_RECV** 状态。 3. 客户端收到服务器端的 **SYN** 报文，回应一个 **ACK(ACK=y+1）**报文，进入 **Established** 状态。 ## 连接成功 连接成功之后双方即可互相传输字节流,并随时可关闭连接,传输的数据有以下特性： * 传输的数据被 TCP 分割成了最适合发送的数据块传递给 IP 协议,这个发送数据称为 **报文段** 或 **段** * TCP 作为可靠性连接,每次发送数据段,会启动一个定时器,每次接收数据段,会发送一次确认,如果定时器没有及时收到确认,则会重发数据 * TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。 * 两个应用程序通过 TCP 连接交换 8bit 字节构成的字节流。TCP 不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务（bytestreamservice）。如果一方的应用程序先传 10 字节，又传 20 字节，再传 50 字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。只要自己的接收缓存没有塞满，TCP 接收方将有多少就收多少。一端将字节流放到 TCP 连接上，同样的字节流将出现在 TCP 连接的另一端。 ## 四次挥手 终止一个连接要经过四次挥手，这是由 TCP 的**半关闭（half-close）**造成的。具体过程如下所示。 :-:  1. 某个应用进程首先调用 close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP 于是发送一个 **FIN** 分节，表示数据发送完毕。 2. 接收到这个 **FIN** 的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个 **FIN** 由TCP 确认。 * 注意：**FIN** 的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN 的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。 3. 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用 close 关闭它的套接字。这导致它的 TCP 也发送一个 **FIN**。 4. 接收这个最终 **FIN** 的原发送端 TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个**FIN**。 既然每个方向都需要一个 **FIN** 和一个**ACK**，因此通常需要4个分节。 >“通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。 当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。 无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。