TCP协议总结（理解三次握手，四次挥手）

TCP（传输控制协议）特点：

1.TCP是面向连接的运输层协议
2.TCP连接是点对点的，连接端点是两个套接字（socket=IP地址 : 端口号）
3.TCP是全双工通信，两端都可以发送接收数据
4.TCP数据传输是面向字节流的。

TCP可靠传输的工作原理：
1.停止等待协议（发送完一个分组之后停止发送，收到接收方的确认后再发送下一个分组）

• 理想传输情况
  

• 接收的分组出现差错情况
  B在接收M1分组时检测发现M1分组出现差错，这时候B会丢弃错误的M1分组，不会发送确认给A，A在一段时间内收不到确认报文，就不会发送下一个M2分组，而是会重发M1分组，这个机制叫超时重传。
  

需要注意的有三点：

（1）A在发送M1时，要将M1的副本保存在发送缓存中,要直到接收到B发送来的确认收到M1的确认报文时才能清除M1副本。
（2）分组和确认分组都要编号，第一次发送的M1和超时重传的M1是通过编号区分的。
（3）超时时长，即重传时间要稍大于保文在AB之间传输的平均往返时间，但是由于网络的不确定性，这个时间非常难选择。

• 确认丢失和确认迟到
  情况1：B发到M1分组后发送给A的确认报文丢失了，A没有接收到确认，就不知道发送给B的M1分组是出错还是丢失了，或者B发送的确认丢失了。A超时重传M1’，此时B收到了重传的分组M1’。
  此时B应该
  1丢弃重复接收的分组M1’
  2 向A再发送确认，因为A没有接收到对于M1的确认。
  
  情况2：传输过程没出错误，但是A很晚才接收到对于M1的确认，此时A会接收到重复的确认，丢弃重复的确认，B也会收到重复的M1，也需要丢弃重复的M1，并且重传确认分组。
  （图很丑，但是很容易懂）
  

2.连续ARQ协议（接收方采用累计确认的方式，对按序到达的最后一个分组发送确认）

3.滑动窗口协议（比较复杂，难以说清楚，要弄清楚各种窗口的概念）

接下来就是TCP协议的三次握手和四次挥手了（很重要，面试题常考点，TCP可靠传输的关键知识）

先有必要了解TCP报文段格式

再解析重要字段的意义：

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1. 源端口目的端口没得说
2. 序号：TCP传输是面向字节流的，每一个字节都按照顺序编码，起始序号必须在建立连接时设置，报文段序号按照传输顺序依次+1。
3. 确认号：期望收到对方下一个报文段第一个数据字节的序号，如果A接收到B的报文中确认号为N，那么表明，A传输的从起始序号到N-1为止的所有数据B都已经成功接收了。
4. 数据偏移（在保留位左边）：定义TCP首部长度。
5. 确认ACK：仅当ACK=1时，确认号字段有效，当ACK=0时，确认号无效，TCP协议通信建立连接后所有传送的报文段ACK必须为1。
6. 复位RST，RST=1时表示连接出现严重差错。
7. 同步SYN:用来同步序号的，当SYN=1，ACK=0，表示请求连接报文，如果对方同意建立连接，则在响应报文段中使SYN=1，ACK=1.（知道这个看图就稍微容易点了，之前一直不懂这两个字段的作用，不必过分纠结）
8. 终止FIN：当FIN=1时，表示报文段的发送方数据已经发送完了，请求释放TCP连接。

TCP面向连接—连接建立、数据传送、连接释放（TCP三次握手，四次挥手正式开始）

三次握手过程

过程：

• A，B的TCP进程都能创建传输控制块，A主动打开TCP进程，向B发出连接请求报文段，此时“SYN=1，ACK=0，表示请求连接报文”，同时选择一个初始序号seq=client_seq,SYN需要消耗掉一个序号，A的TCP进程进入SYN-SENT（同步已发送）状态。
• B处于Listen（监听状态）收到连接请求，同意建立连接，则向A发送确认报文段，此时 ”对方同意建立连接，则在响应报文段中使SYN=1，ACK=1“，同时也为自己选择一个初始序号seq=sever_seq,此时B已经确认收到A的请求报文段，所以确认报文段中的确认号ack=client_seq+1，表示B期望收到A的下一个报文段的序号是client_seq+1，B的TCP进程进入SYN-RCVD（同步接收状态）。
• A收到B的确认报文之后还要向B发送一次确认报文，ACK报文段不携带数据则不消耗序号，A进入已建立连接状态。
• 当B收到A的确认，都进入建立连接状态。
  问题：为什么A还要向B发送一次确认？？？？
  答案：防止失效的连接请求再回到B，产生错误
  分析：假如A发送给B的连接请求报文由于网络延迟问题没有及时传到B，B就无法向A发送确认报文，A采用超时重传重新向发送连接请求，然后接收到了确认报文，A，B建立连接进行双方通信，释放连接后，第一次发送的连接请求报文才到达B，B误以为A又发出一次新的连接请求，又向A发出确认报文段，同意建立连接，要是没有第三次握手，那么B只要发出确认，新的连接就会建立，就会浪费很多资源（第三次发出确认，B收不到确认，就知道A没有要求请求建立连接）

四次挥手过程

这里的变量看着乱七八糟，有些败笔，但其实我个人认为四次挥手比三次握手更容易理解。

• A发送完数据后TCP发出连接释放报文段，停止发送数据，主动关闭TCP连接，此时“当FIN=1时，表示报文段的发送方数据已经发送完了，请求释放TCP连接。”序号为发送完的最后一个字节+1，FIN会消耗一个序号，A进入终止等待1状态。
• B收到A的请求连接释放报文后，会发送一个确认报文，这里不再赘述，B进入CLOSE-WAIT（关闭等待状态），这是半关闭状态，因为这里已经确认A没有数据发送给B了，但是B可能还有数据需要传送给A（也就是A->B方向的连接关闭了，而B->A方向还没关闭）
• B的数据传完之后，会向A发送连接释放报文段，B进入LAST-ACK(最后确认状态)，然后等待A的确认。
• A接收到连接释放报文后，必须对此发出确认，B接收到确认后，B进入完全关闭状态，而A需要等待2MSL（MSL：最长报文生存时间）才能完全释放TCP连接。
  问题：为什么A需要等待2MSL才能关闭
  答案：1.为了保证A发送的最后一个ACK报文段能到达B。 2.防止“已经失效的连接请求出现再本连接中”

总结：参考谢希仁《计算机网络-第六版》，自己画图真的很幸苦，但是在过程中慢慢体会这个连接关闭的过程，还是很有收获的，记在博客上有时间翻出来多看看，TCP的窗口滑动，流量控制，拥塞控制还需要多看看书，以后再补充。