章節回顧：
《TCP/IP詳解卷1：協議》第3章 IP：網際協議（1）-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第3章 IP：網際協議（2）-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第4章 ARP：地址解析協議-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第5章 RARP：逆地址解析協議-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第6章 ICMP：Internet控制報文協議-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第11章 UDP：用戶數據報協議-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第17、18章 TCP：傳輸控制協議（1）-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第17、18章 TCP：傳輸控制協議（2）-讀書筆記
《TCP/IP詳解卷1：協議》第19章 TCP的交互數據流-讀書筆記
第17章 TCP：傳輸控制協議
1、TCP服務
盡管TCP和UDP都使用相同的網絡層（IP），TCP卻向應用層提供與UDP完全不同的服務。TCP提供一種面向連接的、可靠的字節流服務。
（1）面向連接
兩個使用TCP的應用（通常是一個客戶和一個服務器）在彼此交換數據之前必須先建立一個TCP連接。過程與打電話相似，先撥號振鈴，等待對方摘機說“喂”，然后才說明是誰。
說明：在一個TCP連接中，僅有兩方彼此進行通信。廣播和多播不能用於TCP。
（2）可靠性
TCP通過下列方式來提供可靠性：
1）應用數據被分割成T C P認為最適合發送的數據塊。由TCP傳遞給IP的信息單位稱為報文段或段。
注意：對於UDP，應用程序產生的數據報長度將保持不變。
2）當TCP發出一個段后，它啟動一個定時器，等待目的端確認收到這個報文段。如果不能及時收到一個確認，將重發這個報文段。
3）當TCP收到發自TCP連接另一端的數據，它將發送一個確認。這個確認不是立即發送，通常將推遲幾分之一秒。
4）TCP將保持它的首部和數據檢驗和。這是一個端到端的檢驗和，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）因為TCP報文段是作為IP數據報來傳輸的，而IP數據報的到達可能會失序，所以TCP報文段的到達也可能會失序。如果必要，TCP將對收到的數據進行重新排序，將收到的數據以正確的順序交給應用層。
6）因為IP數據報會發生重復，所以TCP的接收端必須丟棄重復的數據。
7）TCP提供流量控制。TCP連接的每一方都有固定大小的緩沖區。TCP的接收端只允許另一端發送其緩沖區所能接納的數據。可防止較快主機致使較慢主機的緩沖區溢出。
說明：
1）兩個應用程序通過TCP連接交換8 bit構成的字節流。TCP不在字節流中插入記錄標識符。將這稱為字節流服務。
2）假設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。收方可以分4次接收這80個字節，每次接收20字節。
3）TCP對字節流的內容不作任何解釋，它不知道傳輸的數據字節流是二進制數據、ASCII字符、EBCDIC字符或其他類型數據。由TCP雙方的應用層對字節流進行解釋。
2、TCP首部
TCP數據被封裝在一個IP數據報中，如圖17-1所示。
圖17-2顯示TCP首部的數據格式。如果不計選項字段，它通常是20個字節。
TCP首部字段說明：
（1）TCP段包含的源端和目的端端口號，是用於尋找發端和收端應用進程。
說明：源端和目的端端口號加上源端IP地址和目的端IP地址唯一確定一個TCP連接。
（2）序號用來標識從TCP發端向收端發送的數據字節流。如果將字節流看作是在兩個應用程序間的單向流動，則TCP用序號對每個字節進行計數。序號是32 bit的無符號數，到達2^32-1后又從0開始。
說明：TCP為應用層提供全雙工服務。這意味着數據能在兩個方向上獨立進行傳輸。所以，連接的每一端必須保持每個方向上的傳輸數據序號。
（3）當建立一個新的連接時，SYN標志置1。
（4）因為每個傳輸的字節都被計數，確認序號包含發送確認的一端所期望收到的下一個序號，即確認序號是上次已成功收到數據字節序號加1。
注意：只有ACK標志為1時確認序號字段才有效。
（5）發送ACK無需任何代價，因為32 bit的確認序號字段和ACK標志一樣，總是TCP首部的一部分。因此，一旦一個連接建立起來，這個字段總是被設置，ACK標志也總是被設置為1。
（6）首部長度給出首部中32 bit字的數目。需要這個值是因為任選字段的長度是可變的。這個字段占4 bit，因此TCP最多有60字節的首部（32bit*(2^4-1)）。如果沒有選項字段，正常的長度是20字節。
（7）TCP首部中有6個標志比特，它們中的多個可同時被設置為1。含義為：
1）URG 緊急指針有效。
2）ACK 確認序號有效。
3）PSH 接收方應該盡快將這個報文段交給應用層。
4）RST 重建連接。
5）SYN 同步序號用來發起一個連接。
6）FIN 發端完成發送任務。
（8）TCP的流量控制由連接的每一端通過聲明的窗口大小來提供。窗口大小為字節數，起始於確認序號字段指明的值，這個值是接收端期望接收的字節。窗口大小是一個16 bit字段，因而窗口大小最大為65535字節。
（9）檢驗和覆蓋了整個TCP報文段包括TCP首部和TCP數據。這是一個強制性的字段，一定是由發端計算和存儲，並由收端進行驗證。
說明：TCP檢驗和的計算與UDP檢驗和的計算相似，使用一個偽首部。
（10）只有當URG標志置1時緊急指針才有效。緊急指針是一個正的偏移量，和序號字段中的值相加表示緊急數據最后一個字節的序號。TCP的緊急方式是發送端向另一端發送緊急數據的一種方式。
（11）最常見的選項字段是最長報文大小，又稱為MSS (Maximum Segment Size)。每個連接方通常都在通信的第一個報文段（為建立連接而設置SYN標志的那個段）中指明這個選項。它指明本端所能接收的最大長度的報文段。
（12）TCP報文段中的數據部分是可選的。例如：一個連接建立和終止時，雙方交換的報文段僅有TCP首部。在處理超時的許多情況中，也會發送不帶任何數據的報文段。
小結：
（1）TCP提供了一種可靠的面向連接的字節流運輸層服務。
（2）TCP將用戶數據打包構成報文段；它發送數據后啟動一個定時器；另一端對收到的數據進行確認，對失序的數據重新排序，丟棄重復數據；TCP提供端到端的流量控制，並計算和驗證一個強制性的端到端檢驗和。
（3）許多流行的應用程序如Telnet、Rlogin、FTP和SMTP都使用TCP。
第18章 TCP連接的建立與終止
1、引言
TCP是一個面向連接的協議。無論哪一方向另一方發送數據之前，都必須先在雙方之間建立一條連接。
2、連接的建立與終止
（1）建立連接協議
如果18-3所示，為了建立一條TCP連接：
1）請求端（客戶）發送一個SYN段指明客戶打算連接的服務器的端口，以及初始序號（ISN，例子中為1415531521），如報文1。
2）服務器發回包含服務器的初始序號的SYN報文段（報文段2）作為應答。同時，將確認序號設置為客戶的ISN加1以對客戶的SYN報文段進行確認。一個SYN將占用一個序號。
3）客戶必須將確認序號設置為服務器的ISN加1以對服務器的SYN報文段進行確認（報文段3）。
這三個報文段完成連接的建立，這個過程也稱為三次握手。
說明：
1）發送第一個SYN的一端將執行主動打開，接收這個SYN並發回下一個SYN的另一端執行被動打開。
2）當一端為建立連接而發送它的SYN時，它為連接選擇一個初始序號。ISN隨時間而變化，因此每個連接都將具有不同的ISN。
（2）終止連接
終止一個連接要經過4次握手。這是由TCP的半關閉造成的。
說明：
1）因為TCP是全雙工的（數據在兩個方向上能同時傳遞），因此每個方向必須單獨進行關閉。原則是：當一方完成它的數據發送任務后發送一個FIN來終止這個方向連接。當一端收到一個FIN時，它必須通知應用層另一端已經終止了那個方向的數據傳送。
注意：發送FIN通常是應用層進行關閉的結果。
2）收到一個FIN只意味着在這一方向上沒有數據流動。
注意：一個TCP連接在收到一個FIN后仍能發送數據，這對利用半關閉的應用來說是可能的，盡管在實際應用中只有很少的TCP應用程序這樣做。
圖18-4顯示了終止一個連接的典型握手順序。
發送FIN將導致應用程序關閉它們的連接，這些FIN的ACK是由TCP軟件自動產生的。
說明：上面內容包括《TCP/IP詳解卷1：協議》第17章內容以及18章的一點內容（TCP連接的建立與終止），18章還有部分內容分析各種連接問題，內容較多，明天才能總結出來。