可靠联机的 TCP 协议

可靠联机的 TCP 协议

在前面的 OSI 七层协议当中，在网络层的 IP 之上则是传送层，而传送层的数据打包成什么？ 最常见的就是 TCP 封包了。这个 TCP 封包数据必须要能够放到 IP 的数据袋当中才行喔！ 所以，我们将图 2.1-4 简化一下，将
MAC, IP 与 TCP 的封包数据这样看：

图 2.4-1、各封包之间的相关性

想当然尔，TCP 也有表头数据来记录该封包的相关信息啰？没错啦～ TCP 封包的表头是长这个样子的：

4 bits

6 bits

6 bits

8 bits

8 bits

Source Port			Destination Port
Sequence Number
Acknowledge Number
Data Offset	Reserved	Code	Window
Checksum			Urgent Pointer
Options			Padding
Data

图 2.4-2、TCP 封包的表头资料

上图就是一个 TCP 封包的表头数据，各个项目以 Source Port, Destination Port 及 Code 算是比较重要的项目，底下我们就分别来谈一谈各个表头数据的内容吧！

• Source Port & Destination Port (来源埠口 & 目标端口)
  
  什么是埠口(port)？我们知道 IP 封包的传送主要是藉由 IP 地址连接两端， 但是到底这个联机的通道是连接到哪里去呢？没错！就是连接到 port 上头啦！ 举例来说，鸟哥的网站有开放 WWW 服务器，这表示鸟站的主机必须要启动一个可以让 client 端连接的端口，这个端口就是 port (中文翻译成为埠口)。同样的，客户端想要连接到鸟哥的鸟站时，就必须要在 client 主机上面启动一个 port ，这样这两个主机才能够利用这条『通道』来传递封包数据喔！这个目标与来源 port 的纪录，可以说是 TCP
  封包上最重要的参数了！
• Sequence Number (封包序号)
  
  由于 TCP 封包必须要带入 IP 封包当中，所以如果 TCP 数据太大时(大于 IP 封包的容许程度)， 就得要进行分段。这个 Sequence Number 就是记录每个封包的序号，可以让收受端重新将 TCP 的数据组合起来。
• Acknowledge Number (回应序号)
  
  为了确认主机端确实有收到我们 client 端所送出的封包数据，我们 client 端当然希望能够收到主机方面的响应，那就是这个 Acknowledge Number 的用途了。 当 client 端收到这个确认码时，就能够确定之前传递的封包已经被正确的收下了。
• Data Offset (资料补偿)
  
  在图 2.4-2 倒数第二行有个 Options 字段对吧！那个 Options 的字段长度是非固定的，而为了要确认整个 TCP 封包的大小，就需要这个标志来说明整个封包区段的起始位置。
• Reserved (保留)
  
  未使用的保留字段。
• Code (Control Flag, 控制标志码)
  
  当我们在进行网络联机的时候，必须要说明这个联机的状态，好让接收端了解这个封包的主要动作。 这可是一个非常重要的句柄喔！这个字段共有 6 个 bits ，分别代表 6 个句柄，若为 1 则为启动。分别说明如下：
  • URG(Urgent)：若为 1 则代表该封包为紧急封包， 接收端应该要紧急处理，且图 2.4-1 当中的 Urgent Pointer 字段也会被启用。
  • ACK(Acknowledge)：若为 1 代表这个封包为响应封包， 则与上面提到的 Acknowledge Number 有关。
  • PSH(Push function)：若为 1 时，代表要求对方立即传送缓冲区内的其他对应封包，而无须等待缓冲区满了才送。
  • RST(Reset)：如果 RST 为 1 的时候，表示联机会被马上结束，而无需等待终止确认手续。这也就是说， 这是个强制结束的联机，且发送端已断线。
  • SYN(Synchronous)：若为 1，表示发送端希望双方建立同步处理， 也就是要求建立联机。通常带有 SYN 标志的封包表示『主动』要连接到对方的意思。
  • FIN(Finish)：若为 1 ，表示传送结束，所以通知对方数据传毕， 是否同意断线，只是发送者还在等待对方的响应而已。

  其实每个项目都很重要，不过我们这里仅对 ACK/SYN 有兴趣而已，这样未来在谈到防火墙的时候，你才会比较清楚为啥每个 TCP 封包都有所谓的『状态』条件！那就是因为联机方向的不同所致啊！底下我们会进一步讨论喔！ 至于其他的数据，就得请您自行查询网络相关书籍了！

• Window (滑动窗口)
  
  主要是用来控制封包的流量的，可以告知对方目前本身有的缓冲器容量(Receive Buffer) 还可以接收封包。当 Window=0 时，代表缓冲器已经额满，所以应该要暂停传输数据。 Window 的单位是 byte。
• Checksum(确认检查码)
  
  当数据要由发送端送出前，会进行一个检验的动作，并将该动作的检验值标注在这个字段上； 而接收者收到这个封包之后，会再次的对封包进行验证，并且比对原发送的 Checksum 值是否相符，如果相符就接受，若不符就会假设该封包已经损毁，进而要求对方重新发送此封包！
• Urgent Pointer(紧急资料)
  
  这个字段是在 Code 字段内的 URG = 1 时才会产生作用。可以告知紧急数据所在的位置。
• Options(任意资料)
  
  目前此字段仅应用于表示接收端可以接收的最大数据区段容量，若此字段不使用， 表示可以使用任意资料区段的大小。这个字段较少使用。
• Padding(补足字段)
  
  如同 IP 封包需要有固定的 32bits 表头一样， Options 由于字段为非固定， 所以也需要 Padding 字段来加以补齐才行。同样也是 32 bits 的整数。