TCP网络协议

TCP全称为“传输控制协议”。TCP是面向连接，保证可靠性，面向字节流的一种网络传输协议。

TCP协议段格式

1.源 / 目的 端口号： 表示数据是从哪个进程来，到哪个进程去。
2.32位序号与确认序号： TCP会话的每一端都包含一个32位（bit）的序列号，该序列号被用来跟踪该端发送的数据量。每一个包中都包含序列号，在接收端则通过确认号用来通知发送端数据成功接收。
3.4位TCP报头长度： 表示该TCP头部有多少个32bit（有多少个4字节）；所以TCP头部最大长度是15* 4=60。
4.6位标志位：
（1）URG:紧急指针是否有效。
（2）ACK: 确认号是否有效。
（3）PSH：提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走。
（4）RST: 对方要求重新建立连接；我们把携带RST标识的称为复位报文段 （关闭当前连接，重新建立连接）。
（5）SYN: 请求建立连接；我们把携带SYN标识的称为同步报文段。
（6）FIN：通知对方，本端要关闭了，我们称携带FIN标识的结束报文段。
5.16位窗口大小： 接收方的缓冲区大小。
6.16位校验和： 发送端填充，CRC校验，接收端校验不通过，则认为数据有问题，此处的检验和不光包含TCP首部，也包含TCP数据部分。
7.16位紧急指针： 标识哪部分数据是紧急数据。
8.40字节头部选项： TCP头部的最后一个选项字段（options）是可变长的可选信息。这部分最多包含40字节，因为TCP头部最长是60字节（其中还包含前面讨论的20字节的固定部分）。

二、TCP连接管理机制

在正常情况下，TCP要经过三次握手建立连接，四次挥手断开连接。

三次握手建立连接：
第一次：发起方发送SYN，请求建立连接
第二次：接收方发送SYN请求建立连接，并发送ACK确认连接
第三次：发起方发送ACK确认连接。

注意：
（1）为什么不是两次握手： 发送信号时，最后一次信号有可能会丢失，如果是两次握手时，第二次发送的信号丢失，这时，服务器认为连接成功，而客户端因为未收到确认信号以为连接未建立，此时客户端再次发送SYN建立连接，这样会造成客户端一直建立连接，而服务器要分出一大部分资源来管理哪些无效的连接，有可能导致服务器崩溃。
（2）为什么是三次握手： 发送信号时，最后一次信号有可能会丢失，如果是三次握手，则服务器未接收到客户端的确认信号认为建立连接失败，而客户端因为在第二次握手时收到了确认信号，则认为连接成功，接下来客户端向服务器发送信息，发现不能发送，那么重新申请建立连接。这样不会影响服务器。
（3）为什么不是四次握手： 1>当三次握手后，A和B就已经可以确认双方能够正常通信了，再多一两次握手已经多余。
2> 换一种思路，第四次握手的目的与第二次握手的目的一样，既然没法确认第二次握手，A是否可以收到，那如何进行第三次握手，显然是无法进行第三次握手的。
注：在网络中，万全可靠的通信协议是根本不存在的，我们任何的通信协议都是在接受这样的现实情况之上进行的。协议可以确认之前的通信情况，但是无法确认之后的情况的。

四次挥手断开连接：

第一次：关闭连接的一方A, A向B发送FIN信号，通知B本端要关闭了，B收到信号进入CLOSE_WAIT状态。
第二次：B向A发送ACK确认信号。
第三次：B向A发送FIN信号通知A，B端就要关闭了，A收到信号进入TIME_WAIT状态（A端要等待一个2MSL的时间才会进入CLOSED状态）。
第四次：A端向B端发送ACK确认信号，A端收到后进入CLOSED状态。

注意：MSL代表的是报文最大生存时间，A端收到FIN后不是直接进入CLOSED状态，而是进入TIME_WAIT状态等待2MSL，因为最后一次的ACK信号有可能丢失，那么B端发现在一段时间后没有收到ACK信号，那么B端就需要时间重新向A端发送FIN信号，A端接收到FIN信号后会重发ACK信号，以此来确认A端已经关闭，然后B端也进入CLOSED状态（关闭）。