TCP 傳輸控制協議

0、tcp傳輸控制協議；

1、tcp連線的建立與終止；

2、tcp的互動資料流；

3、tcp的成塊資料流；

4、tcp超時與重傳；

5、tcp堅持定時器；

6、tcp保活定時器；

7、tcp的未來和效能；

（零）tcp傳輸控制協議

1、tcp和udp都使用相同的網路層ip，tcp卻向應用層提供與udp完全不同的服務。tcp提供一種面向連線、可靠的位元組流服務；

2、tcp通過以下方式提供可靠性：

1）應用資料被分割成tcp認為最適合傳送的資料塊。這和udp完全不同，應用程式產生的資料報長度將保持不變。由tcp傳遞給ip的資訊單位稱為報文段或段（segment)。tcp可以確定報文段的長度。

2）當tcp傳送乙個段後，它啟動乙個定時器，等待目的端確認收到這個報文段。如果不能及時收到乙個確認，將重發這個報文段。tcp協議中自適應的超時及重傳策略。

3）tcp收到發自tcp連線另一端的資料，它將傳送乙個確認。這個確認不是立即傳送，通常將推遲幾分之一秒。

4）tcp將保持它首部和資料的檢驗和。這是乙個端到端的檢驗和，目的是檢驗資料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（希望發端超時並重發）；

5）既然tcp報文段作為ip資料報來傳輸，而ip資料報的到達可能會失序，因此tcp報文段的到達也可能會失序。如果必要，tcp將對收到的資料進行重新排序，將收到的資料以正確的順序交給應用層；

6）既然ip資料報會發生重複，tcp的接收端必須丟棄重複的資料；

7）tcp還能控制流量控制。tcp連線的每一方都有固定大小的緩衝空間。tcp的接收端只允許另一端傳送接收端緩衝區所能接納的資料。這將防止較快主機致使較慢主機的緩衝區溢位；

3、tcp首部

1）每個tcp段都包含源端和目的端的埠號，用於尋找發端和收端應用程序。這兩個值加上ip首部中的源端ip位址和目的端ip位址唯一確定乙個tcp連線；

乙個ip位址和乙個埠號也稱為乙個插口（socket）。最早出現在tcp規範中，後來作為變成介面，插口對

（socket pair)(包含客戶ip位址、客戶端口號、伺服器ip位址和伺服器端口號的四元組)可以唯一確定網際網路中每個tcp連線對方；

2）tcp提供了一種可靠的面向連線的位元組流運輸層服務，tcp將使用者資料打包構成報文段，傳送資料後啟動乙個定時器，另一端對收到的資料進行確認，對失序的資料重新排序，丟棄重複資料，tcp提供端到端的流量控制，並計算和驗證乙個強制性的端到端的檢驗和；

在應用程式中，有telnet，rlogin，ftp和smtp都使用tcp；

（一）tcp連線的建立與終止

三次握手：

1）請求端（客戶端）傳送乙個syn段指明客戶打算連線的伺服器端口，，以及初始序號（isn），這個syn段為報文段1。

2）伺服器發回包含伺服器的初始序號的syn報文段（報文段2）作為應答。同時，將確認序號設定為客戶的isn加1以對客戶端的syn報文段進行確認。乙個syn將占用乙個序號。

3）客戶必須將確認序號設定為伺服器的isn加1以對伺服器的syn報文段進行確認（報文段3）；

注意：當一端為建立連線而傳送它的syn時，它為連線選擇乙個初始序號。isn（初始序號）隨時間而變化，因此每個連線都將具有不同的isn。isn初始序號可以看作乙個32位元位的計數器，每4ms加1。這樣選擇序號的目的在於防止網路中被延遲的分組在以後又被傳送，而導致某個連線的以防對它作錯誤的解釋。

網路在傳送tcp資料報的時候遵循nagle演算法：

用於自動連線許多的小緩衝器訊息；這一過程通過減少必須傳送包的個數來增加網路軟體系統的效率；

nagle演算法規則：

（1）如果包長度到達mss，則允許傳送；

（2）如果該包含有fin，則允許傳送；

（3）設定tcp_nodelay選項，則允許傳送；

int op = 1 ;

setsockopt(fd,sol_socket,so_nodelay,op,sizeof(op)) ;

（4）為設定tcp_cork選項時，若所有發出去的小資料報（包長度小於mss）均被確認，則允許傳送；

（5）上述條件都未滿足，但發生了超時（一般為200ms），則立即傳送；