TCP传输控制协议.doc

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1、传输控制协议（英语：TransmissionControlProtocol,TCP）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RFC793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（Internetprotocolsuite）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

2、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。运作方式TCP连接包括三个状态：

3、连接创建、数据传送和连接终止。通路的创建TCP用三路握手（three-wayhandshake）过程创建一个连接。在连接创建过程中，很多参数要被初始化，例如序号被初始化以保证按序传输和连接的强壮性。TCP连接的正常创建一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端打开一个套接字（socket）然后监听来自另一方的连接，这就是通常所指的被动打开（passiveopen）。服务器端被被动打开以后，用户端就能开始创建主动打开（activeopen）。1.客户端通过向服务器端发送一个SYN来创建一个主动打开，作为三路握手的一部分。2.服务器端应当

4、为一个合法的SYN回送一个SYN/ACK。3.最后，客户端再发送一个ACK。这样就完成了三路握手，并进入了连接创建状态。数据传输在TCP的数据传送状态，很多重要的机制保证了TCP的可靠性和强壮性。它们包括：使用序号，对收到的TCP报文段进行排序以及检测重复的数据；使用校验和来检测报文段的错误；使用确认和计时器来检测和纠正丢包或延时。串行号和确认在TCP的连接创建状态，两个主机的TCP层间要交换初始序号（ISN:initialsequencenumber）。这些序号用于标识字节流中的数据，并且还是对应用层的数据字节进行记数的整数。通常在每个TCP报文段中

5、都有一对序号和确认号。TCP报文发送者认为自己的字节编号为序号，而认为接收者的字节编号为确认号。TCP报文的接收者为了确保可靠性，在接收到一定数量的连续字节流后才发送确认。这是对TCP的一种扩展，通常称为选择确认（SelectiveAcknowledgement）。选择确认使得TCP接收者可以对乱序到达的数据块进行确认。每一个字节传输过后，ISN号都会递增1。通过使用序号和确认号，TCP层可以把收到的报文段中的字节按正确的顺序交付给应用层。序号是32位的无符号数，在它增大到232-1时，便会回绕到0。对于ISN的选择是TCP中关键的一个操作，它可以确保

6、强壮性和安全性。数据传输举例TCP数据传输1.发送方首先发送第一个包含串行号为1（可变化）和1460字节数据的TCP报文段给接收方。接收方以一个没有数据的TCP报文段来回复（只含报头），用确认号1461来表示已完全收到并请求下一个报文段。2.发送方然后发送第二个包含串行号为1461和1460字节数据的TCP报文段给接收方。正常情况下，接收方以一个没有数据的TCP报文段来回复，用确认号2921（1461+1460）来表示已完全收到并请求下一个报文段。发送接收这样继续下去。3.然而当这些数据包都是相连的情况下，接收方没有必要每一次都回应。比如，他收到第1到

7、5条TCP报文段，只需回应第五条就行了。在例子中第3条TCP报文段被丢失了，所以尽管他收到了第4和5条，然而他只能回应第2条。4.发送方在发送了第三条以后，没能收到回应，因此当时钟（timer）过时（expire）时，他重发第三条。（每次发送者发送一条TCP报文段后，都会再次启动一次时钟：RTT）。1.这次第三条被成功接收，接收方可以直接确认第5条，因为4，5两条已收到。校验和TCP的16位的校验和（checksum）的计算和检验过程如下：发送者将TCP报文段的头部和数据部分的和计算出来，再对其求反码（一的补数），就得到了校验和，然后将结果装入报文中传

8、输。（这里用反码和的原因是这种方法的循环进位使校验和可以在16位、32位、64位等情况下的计算