弱小和无知，不是生存的障碍，傲慢才是。
                        ——刘慈欣《三体》

  传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是为了在不可靠的互联网络上提供可靠的端到端字节流而专门设计的一个传输协议。
  互联网络与单个网络有很大的不同，因为互联网络的不同部分可能有截然不同的拓扑结构、带宽、延迟、数据包大小和其他参数。TCP的设计目标是能够动态地适应互联网络的这些特性，而且具备面对各种故障时的健壮性。

1、TCP/IP服务

1.1、分层

• 链路层：处理与电缆的物理接口细节
• 网络层：处理分组在网络中的活动
• 运输层：为两台主机上的应用程序提供端到端的通讯
• 应用层：处理特定的应用程序细节

1.2、TCP/IP不同层的协议

• TCP使用不可靠的IP服务，并提供一种可靠的运输层服务
• Udp为应用程序发送和接受数据报，和TCP不同，UDP是不可靠的
• Ip是网络层上的主要协议，同时被TCP和UDP使用
• ICMP是IP协议的附属协议

1.3、封装

• 以太网的数据帧的物理特性是长度必须在46~1500字节之间
• 以太网的帧首部也有一个16bit的帧类型域（ip,arp,rarp）
• IP在首部中存入一个长度为8bit的数值，称作协议域(icmp,igmp,tcp,upp,esp,gre)
• Tcp和Udp都用一个16bit的端口号来表示不同的应用程序（ftp,telnet,http）

1.4、端口号

  服务器一般通过知名端口号来识别的（ftp 21,telent 23）。

• 老的服务端口号为什么为奇数？
  • Tcp的前身是ncp,是单工的，不是全双工的，需要两个连接，预留一对奇数和偶数端口号，Tcp出现后只需要一个端口号，所有就使用了ncp中奇数。

  客户端口号又称作临时端口号（即存在时间很短）。
  大多数TCP/IP实现给临时端口号分配1024~5000之间的端口号，大于5000是为其他服务器预留的。

1.5、环回接口

• 传给环回地址（127.0.0.1）的任何数据均作为IP输入
• 传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。这是因为广播传送的定义包含主机本身
• 任何传给该主机地址的数据均送到环回接口

1.6、MTU和路径MTU

• 以太网最大数据帧的长度为1500字节。链路层的这个特性称为MTU(最大输出单元)
• 如果IP层有一个数据报的数据长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要分片，数据报分成若干片，这样每一片都小于MTU
• 点到点的链路层的MTU并非指的是网络媒体的物理特性。相反，它是一个逻辑限制，目的是交互作用提供足够快的响应时间
• 两台通信主机的路径中最小MTU。它被称为路径MTU
• 路径MTU在两个方向上不一定是一致的
• MTU是计算出方向

2、TCP服务

  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（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据包之前必须先建立一个TCP连接。这一过程与打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCP。

TCP通过下列方式来提供可靠性:

1. 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（segment）。

2. 当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，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，将重发这个报文段。当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。TCP有延迟确认的功能，在此功能没有打开，则是立即确认。功能打开，则由定时器触发确认时间点。

3. 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）。

4. 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。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。

5. 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。

6. 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所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

  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。

  另外，TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCⅡ字符、EBCDIC字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。
  这种对字节流的处理方式与Unix操作系统对文件的处理方式很相似。Unix的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释，而是交给应用程序处理。对Unix的内核来说，它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。

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