TCP基本概念

TCP协议是一个复杂的、可靠的字节流协议.不通用UDP协议。

TCP提供客户与服务器之间的连接。TCP客户先与给定的服务器建立一个连接，再跨该连接与服务器交换数据，最后终止这个连接。

TCP提供了可靠性。

TCP动态估算客户与服务器之间的往返时间（RTT）。

TCP通过对序列号对发送的数据进行排序。

TCP提供超时重传机制。

TCP提供流量控制，维护一个滑动窗口。

TCP连接是全双工的。

1 TCP连接的建立——三路握手

1. 服务器准备好接收外来的连接，通过调用socket、bind、listen这3个函数来完成，称之为被动打开。
2. 客户通过调用connect发起主动打开，这导致客户发送一个SYN分节。它含有客户将在待建立的连接当中发送数据的初始序列号。
3. 服务器必须确认（ACK）客户的SYN，同时自己也发送一个SYN分节，它含有服务器发送数据的初始序列号。
4. 客户必须确认服务器的SYN

这种交换至少要3个分组，因此成为TCP的三路握手。

2 TCP选项

每个SYN可以含有多个TCP选项，常用的有：

• MSS：最大分节大小
• 窗口大小
• 时间戳

3 TCP连接终止

终止一个TCP连接需要4个分组。

1. 某个进程首先调用close，我们称该端执行主动关闭。该端的TCP于是发送一个FIN分组，表示数据发送完毕。
2. 收到这个FIN的对端执行被动关闭，同时确认这个FIN。此时放一个文件结束符传递给应用进程的排队等待处理的数据之后，表示以后再也没有新的数据需要接收。
3. 一段时间后，被动关闭的一端调用close函数，相应的发送给对端一个FIN分组。
4. 对端确认这个FIN

4 TCP 状态转移图

5 TIME_WAIT状态

执行主动关闭的那端经历了TIME_WAIT状态，该状态的持续时间是最长分节生命周期的2倍，成为2MSL

TIM_WAIT状态存在的两点理由：

1. 可靠的实现TCP全双工连接的终止。假设最后一个ACK消息丢失了，对端会重传一个FIN消息，因此不得不回应这个FIN。
2. 允许老的重复分节在网络中消逝。TCP不给处于TIME_WAIT状态的连接发起新的化身，防止来自某个连接的老的重复分组在以及种植连接后再现，被认为是同一个连接的一个新的化身。