TCP

TCP

状态机

TCP 各种状态的标记

• LISTEN: 监听状态，服务器正在等待建立连接。
• SYN_SENT: 发送了一个连接请求，等待对方的确认。
• SYN_RECEIVED: 接收到连接请求，正在等待回应。
• ESTABLISHED: 连接已经建立，双方可以传输数据。
• FIN_WAIT_1: 主动关闭连接，发送了关闭请求，等待对方关闭确认。
• FIN_WAIT_2: 接收到关闭请求，正在等待对方的关闭确认。
• CLOSE_WAIT: 等待对方关闭连接。
• LAST_ACK: 最后一个关闭确认，等待最后一次确认连接已关闭。
• TIME_WAIT: 等待足够的时间，保证对方接收到连接关闭的确认。
• CLOSED: 连接已经关闭或未建立。

TCP 正常连接建立和终止所对应的状态

三次握手：	发送的消息	消息的功能
第一阶段	客户端发送SYN	建立连接请求，携带初始序列号
第二阶段	服务器发送SYN+ACK	确认客户端请求，同时建立自己的连接请求
第三阶段	客户端发送ACK	确认服务器的连接请求，完成连接的建立

四次挥手：	发送的消息	消息的功能
第一阶段	客户端发送FIN	请求断开连接
第二阶段	服务器发送ACK	确认客户端的断开请求
第三阶段	服务器发送FIN	请求断开连接
第四阶段	客户端发送ACK	确认服务器的断开请求，完成连接的断开

• 序列号：在建立连接时由内核生成的随机数作为其初始值，通过 SYN 报文传给接收端主机，每发送一次数据，就「累加」一次该「数据字节数」的大小。用来解决网络包乱序问题。
• 确认号：指下一次「期望」收到的数据的序列号，发送端收到接收方发来的 ACK 确认报文以后，就可以认为在这个序号以前的数据都已经被正常接收。用来解决丢包的问题。
• 控制位：用来标识 TCP 报文是什么类型的报文，比如是 SYN 报文、数据报文、ACK 报文，FIN 报文等。

长度32位，到了 2^32 再回滚
序列号(Sequence Number)
  = 上一次发送的序列号 + len（数据长度）

确认号(Acknowledgment Number) 
  = 上一次收到的报文中的序列号 + len（数据长度）

收到的是 SYN 报文或者 FIN 报文   (确认号or序列号)
  = 上一次收到的报文中的序列号 + 1

TCP头部中所有常见标志

标志 (Flag)	作用 (Description)
URG	表示紧急指针字段有效。当设置此标志时，紧急数据存在，并且紧急指针字段指定了紧急数据的结束位置。紧急数据优先于其他数据传输。
ACK	表示确认字段有效。当设置此标志时，确认号字段包含有效的确认序列号。用于确认已接收到的数据，确认号字段指定了下一个期望接收的数据序列号。
PSH	表示接收方应立即将接收到的数据推送给应用层，而不等待TCP缓冲区满或其他数据。用于提高数据传输的效率和实时性。
RST	用于重置连接。当设置此标志时，表示TCP连接存在问题或错误，需要立即终止连接并重置。
SYN	用于建立连接。当设置此标志时，表示这是一个连接请求或连接响应，并且序列号字段包含了初始序列号。
FIN	用于释放连接。当设置此标志时，表示发送方已完成数据传输，并希望释放连接。
RES	保留位，未使用。
ACC	表示TCP连接的接受状态。当设置此标志时，表示连接请求已被接受。此标志在TCP三次握手过程中使用。
CON	表示TCP连接已建立。当设置此标志时，表示连接已成功建立并进入连接状态。
ECN	显式拥塞通知。当设置此标志时，表示TCP连接支持ECN（显式拥塞通知）功能，并且接收方已收到拥塞通知。

三次挥手(延迟确认机制)

当被动关闭方（上图的服务端）在 TCP 挥手过程中，「没有数据要发送」并且「开启了 TCP 延迟确认机制」，那么第二和第三次挥手就会合并传输，这样就出现了三次挥手。

当发送没有携带数据的 ACK，它的网络效率也是很低的，因为它也有 40 个字节的 IP 头 和 TCP 头，但却没有携带数据报文。
为了解决 ACK 传输效率低问题，所以就衍生出了 TCP 延迟确认。 TCP 延迟确认的策略：

• 当有响应数据要发送时，ACK 会随着响应数据一起立刻发送给对方
• 当没有响应数据要发送时，ACK 将会延迟一段时间，以等待是否有响应数据可以一起发送
• 如果在延迟等待发送 ACK 期间，对方的第二个数据报文又到达了，这时就会立刻发送 ACK