TCP協議
TCP協議的主要特點
對比UDP協議，TCP協議就要複雜很多了。對比UDP協議，TCP協議有以下幾點不同：
- TCP是面向連接的傳輸層協議。也就是說，使用TCP協議的通信雙方事先就要建立連接，在整個連接過程當中控制個管理連接，並在通信之後釋放整個連接。
- TCP連接只能是一對一的。也就是每一條TCP連接只能是兩個端點。
- TCP提供的是可靠交付服務。也就是通過TCP連接傳輸的數據，無差錯，不丟失，不重複，並按序到達。
- TCP提供全雙工通信。即允許通信雙方的進程，在任何時候都可以發送數據。這就要求通信雙方要有自己的發送和接收緩衝區，用來臨時存放雙方通信的數據。
- TCP是面向字節流的。這部分後面再說
TCP的連接
每一條TCP連接有兩個端點，這個端點叫套接字，其表示方法是IP地址 + 端口號。
這樣，同一個IP可以有多個不同的TCP連接（IP相同，端口號不一致），同一個端口號也可以出現在多個TCP連接當中。
TCP首部
TCP的首部前20字節是固定的，後面有4n個字節是可選的。也就是說，TCP的首部最短是20字節。
- 源端口和目的端口：略。哥佔2個字節（一個字節8位）。
- 序號：在TCP傳送的每一個字節流中的字節都按順序編號，佔4個字節，範圍爲[0 - (2^32)-1]。上一篇中的連續ARQ協議中，窗口數據的序號就是這樣編的。
- 確認號：即期望收到對方下一個報文段的第一個數據字節序號。即若發送方收到確認號 =N的確認號，則表明N-1之前的數據都已經正常被對方接收，接下來發送N-1之後的報文。一般的，當序列號被重複使用的時候，可以認爲舊的報文段早已經通過網絡到達終點了。
- 數據偏移：即TCP報文的數據起始處距離TCP報文起始處的距離（也就是TCP首部的長度）。數據偏移的長度是以4字節爲單位的，因此數據偏移的最大能表示的十進制數是15，也就是說TCP首部最大長度爲60字節。
- 緊急URG：當URG爲1的時候，表示此報文有緊急數據，需要優先傳送。於是發送方就把緊急數據插入到本報文段數據的最前面。需要與緊急指針配合使用。
- 確認ACK：當且僅當ACK =1的時候確認有效，ACK = 0時無效。TCP規定，連接建立後，TCP的所有ack確認報文都應該置爲1.
- PUSH位：略
- 復位RST：當RST = 1的時候，表示這TCP連接過程出現錯誤，需要重置連接。
- 同步SYN：在建立連接時用來同步序號。當SYN = 1，且ACK = 0的時候，表明這是一個請求連接的報文。若對方同意連接，則回覆響應保衛SYN=1，ACK = 1. 總之，SYN=1，表明這是一個請求連接或者接受連接的報文。
- 終止FIN：當FIN = 1的時候，表明要求釋放連接。
- 窗口：表明現在允許對方發送的數據量，窗口值在時刻動態變化。
其他字段略過。
TCP的連接管理
TCP是面向連接的協議，而TCP運輸連接的建立都需要建立和釋放連接。對於TCP連接而言，運輸過程需要下面三個過程：建立連接，數據傳送，釋放連接。TCP連接採用C/S模式，發起連接建立的客戶端稱爲客戶，而被動等待連接的稱爲服務器。
三次握手
TCP建立連接的過程稱爲握手。建立連接的過程需要客戶端與服務端之間交換三次TCP報文段（這就是所謂的三次握手）。
初始狀態，雙方都處於關閉狀態。現在模擬A向B發送TCP連接請求的過程：
- A主動打開連接，B被動打開連接。（此時B處於Listen，監聽狀態）
- A打算與B 建立TCP連接，於是向B發出請求連接報文段。根據剛剛學習的首部，這個時候SYN = 1,Seq = x。此報文不攜帶任何數據，但消耗一個序號。同時爲TCP連接分配緩存空間和變量
- B收到後，若同意連接，於是向A 發送連接確認。此時SYN = 1 ,ACK = 1,seq=y，ack = x + 1. 注意，這裏的ACK是TCP首部字段的確認ACK，而ack是確認號，也就是下次要發送的序號。此報文不攜帶任何數據，但消耗一個序號。同時爲TCP連接分配緩存空間和變量
- A收到B的確認後，還要給B 發送對B確認的確認。此時ACK = 1，ack = y+1.seq = Y+1.此時連接建立。可以正常傳輸數據。不帶數據可以不消耗一個序號
以上步驟除去1，就是TCP三次握手的過程。
考慮這樣一種情況，如果A發送給B的請求連接的報文超過一段時間都還沒有收到B的確認（即走到步驟2這一步走不下去了），根據我們之前的停止等待協議，我們就認爲這個報文丟失了，這裏應該再次給B發送連接請求。這是AB建立正常的TCP連接，然後傳輸數據，釋放連接。倘若此時，A的請求連接不是丟失，而是遲到了，當A的請求到達B的時候,AB早已完成通信，此時，B會認爲A再次請求連接，並且B給A發送了確認。但是A此時並沒有請求通信，如果此時A不在向B發送確認的確認（也就是不要第4步），這樣服務器只能苦苦等待A的請求，白白浪費服務器資源。
四次握手
TCP連接的釋放需要進行4次的握手。這裏有個概念，TCP是全雙工通信，可以看成一條TCP連接上有兩條數據通路。
通信結束後通信雙方都可以結束通信。這裏模擬一下A主動結束通信的過程。
- 通信結束，A主動向B發送連接釋放報文。並停止發送信息，主動關閉TCP連接（由於全雙工通信，對方仍可以給A發送信息）。此時 FIN = 1,seq = u，其中u的值是等於之前發過的數據最後一個字節的序號 + 1.TCP規定，FIN報文要消耗掉一個序號。
- 服務器收到A發來的關閉連接的報文，於是向A發出確認。此時確認號ack = u+1，報文段自己的序號seq = v（這個值等於服務器之前傳送過的最後一個數值序號+1）。然後B進入 close -Wait狀態（半關閉狀態）。此時客戶端到服務器這個方向的連接關閉了。（但是服務器到客戶端的仍未關閉，服務器還是可以向客戶端發送數據）。
- 若此時B已經沒有要向A發送的數據了，此時，B發出釋放連接報文。置FIN = 1.（此步驟跟1相似，不贅述）。
- 客戶端收到B發來的釋放連接時，還必須發出確認。具體參數的值見圖。此時服務器進入TIME-WAIT狀態。這個狀態表明連接還沒完全釋放，必須等候一段時間，這個時間爲時間等待計時器2MSL。A才進入關閉連接狀態。
關於序號的分析，個人感覺還是自己分析一遍。填寫一遍纔會印象深刻。