TCP连接建立：三次握手详解

"本资源为计算机网络学习笔记，主要涵盖了第3章的3.5-3.7节，重点讲解了面向连接的传输协议TCP，包括TCP连接的建立过程（三次握手）以及TCP报文段的结构和相关字段。" 在计算机网络中，TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的传输层协议，它在两个进程通信之前要求先建立连接，以确保数据传输的可靠性。这一特性使得TCP非常适合于需要保证数据完整性和顺序的场合，如HTTP、FTP等应用层协议。 3.5.1 TCP连接的建立 TCP连接的建立过程通常被称为三次握手（three-way handshake）。首先，客户端（通常被称为发起连接的一方）发送一个SYN（Synchronize Sequence Numbers）报文段到服务器，其中包含一个随机的序列号ISN（Initial Sequence Number）。服务器收到后，会回应一个SYN+ACK报文段，同样携带自己的ISN和确认号，确认号为客户端ISN加1。最后，客户端再次发送一个ACK报文段，确认号设置为服务器的ISN加1，至此，TCP连接建立完成。这个过程确保了双方都有能力进行数据传输，并且都了解对方的初始序列号，从而可以正确地排序接收到的数据。 3.5.2 TCP报文段结构 TCP报文段由头部和数据部分组成。头部包含了以下关键字段： 1. 源端口号和目的端口号：标识发送方和接收方的应用进程。 2. 检验和：用于检测数据在传输过程中是否出现错误。 3. 序号字段：表示当前报文段中的第一个数据字节的序列号，用于数据的有序重组。 4. 确认号字段：表示接收方期望接收的下一个数据字节的序列号，用于确认已接收的数据。 5. 接收窗口字段：用于流量控制，指示接收方剩余的缓冲空间，防止发送方发送过多数据导致接收方处理不过来。 6. 首部长度字段：指示TCP首部的长度，范围是20至60字节，取决于选项字段的长度。 7. 标志字段：包括ACK、SYN、FIN等多个标志位，用于控制连接的状态和操作。 - ACK比特：表明确认号有效，确认接收到了特定序列号前的所有数据。 - SYN比特：在建立连接时使用，表示同步序列号。 - FIN比特：在关闭连接时使用，表示发送方已经没有更多数据发送。 8. 选项字段：可选，用于扩展TCP的功能，如MSS（最大报文段长度）协商、时间戳等。 TCP报文段的数据字段根据应用需求可能包含任意长度的数据，但通常会被分割成不超过MSS大小的块进行传输，以适应不同网络环境的传输效率。 通过深入理解TCP的连接建立过程和报文段结构，我们可以更好地掌握TCP如何确保数据的可靠传输，并理解为什么TCP是互联网上广泛使用的协议之一。