TCP/IP

TCP/IP

TCP/IP 协议族包含两个常见传输层协议，传输控制协议(TCP)、用户数据协议(UDP)

TCP——UDP

• TCP 数据传输单位 TCP 报文段，UDP 数据传输单位 UDP 报文或者用户数据报
• TCP 面向连接，UDP 面向无连接
• TCP 提供有序可靠的字节流；UDP 自身不保证交付、顺序或去重
• TCP 与 UDP 的性能取决于负载和应用协议，不能仅凭头部复杂性断言传输效率

TCP

传输控制协议，面向连接，可靠。一旦数据报被破坏或丢失将会重新传输，TCP 会检测传输错误并予修正，可靠全双工数据传输协议服务

主要功能

• 数据流的多路复用
• 检测数据段完整性
• 重新排序
• 流量监控
• 复杂的时钟机制
• 高效的确认方式

TCP 报文

• 端口号：用来标识同一台计算机的不同的应用进程
  • 源端口：源端口和 IP 地址的作用是标识报文的返回地址
  • 目的端口：端口指明接收方计算机上的应用程序接口
• 发送序列号
• 确认号
• 报头长度
• 预留
• 编码位
  • URG：紧急指针
  • ACK：确认号有效
  • PSH：要求接收端尽快将这个报文交给应用层
  • RST：复位一个 TCP 连接
  • SYN：同步序列号用于建立连接
  • FIN：发送端完成任务并要求终止传输
• 窗口
• 紧急指针
• 选项
• 填充
• 数据

TCP 三次握手

以下为客户端主动连接、握手报文不携带应用数据的普通情况。x、y 是双方初始序列号；SYN 各占一个序列号，ACK 标志本身不占序号。

方向	标志	seq	ack
客户端 → 服务端	SYN	x	无有效确认号
服务端 → 客户端	SYN, ACK	y	x+1
客户端 → 服务端	ACK	x+1	y+1

确认号表示期望收到的下一个序号，不是“对端序号加随机数”。例如 x=100、y=300，后两次确认分别为 101 和 301。依据 RFC 9293 三次握手。

四次挥手

• 客户端发送---------------------FIN，ACK---------------------------->服务端

  FIN（终止传输）、ACK（确认收到最后一个包）

• 客户端<--------------------------ACK-------------------------------------服务端发送

  ACK（确认收到）

• 客户端<--------------------------FIN--------------------------------------服务端发送

  FIN（终止发送）

• 客户端发送----------------------ACK----------------------------------->服务端

  ACK（确认终止发送）

UDP