TCP连接与可靠性机制解析

"TCP读书笔记" TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，其主要目标是为网络数据传输提供可靠性和有序性。在TCP中，数据被分割成适合传输的报文段，并且每个报文段都带有序列号和确认序号，确保数据在传输过程中能够正确无误地被接收。 TCP的可靠性体现在以下几个方面： 1. 面向连接：在数据交换前，TCP需要建立连接，就像打电话一样，先拨号建立连接后才能开始对话。这个过程称为三次握手。 - 第一次握手：客户端发送一个SYN（同步序列编号）报文段，请求连接服务器。 - 第二次握手：服务器收到SYN后，回复一个SYN+ACK（确认）报文段，表示同意连接，并返回自己的初始序列号。 - 第三次握手：客户端再次发送ACK报文段，确认服务器的序列号，至此连接建立完成。 2. 数据分片与确认：TCP将应用层的数据分割成报文段，并为每个报文段分配序列号。接收端接收到数据后会发送确认，如果超时未收到确认，TCP会重新发送报文段。 3. 检验和：TCP在首部中包含了校验和，用于检测传输过程中数据是否有错误，一旦发现错误，就会丢弃错误的报文段。 4. 序列号和确认序号：序列号用于标识发送的数据段，确认序号则表示接收端期望收到的下一个序列号，确保数据的正确顺序。 5. 流量控制：TCP通过接收端通告的窗口大小来控制发送端的发送速率，防止快速发送方淹没慢速接收方的缓冲区。 6. 拥塞控制：虽然没有在提供的部分内容中详细描述，但TCP还具备拥塞控制机制，当网络拥塞时，TCP会减缓数据发送速度，以减少拥塞。 7. 重复数据处理：TCP能识别并丢弃重复的数据段，确保接收端只处理一次数据。 8. 数据重组：由于IP数据报可能会失序到达，TCP负责将这些数据按照正确的顺序重组后交给应用层。 TCP首部通常包含20个字节，其中包含端口号（标识发送和接收进程）、序列号、确认序号、首部长度等关键信息。TCP连接的建立和终止也需要遵循特定的步骤，终止连接通常涉及四次挥手（FIN和ACK报文段的交换）。 TCP通过多种机制确保了数据的可靠传输，为应用层提供了稳定的服务。在实际网络通信中，TCP被广泛应用于需要高可靠性的场景，如HTTP、FTP、SMTP等协议都建立在TCP之上。