一、TCP/IP協議棧
1、概念
Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫，中譯名爲傳輸控制協議/因特網互聯協議，又名網絡通訊協議，是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網絡的基礎，由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。
2、TCP/IP協議棧和OSI模型
3、特點
（1）工作在傳輸層面向連接協議
（2）全雙協議工
（3）將數據打包成段，排序
（4）數據如果傳輸時被中斷，重新傳
（5）流量控制，滑動窗口
（6）擁塞控制，慢啓動和擁塞避免算法
二、TCP包頭
源端口、目標端口：計算機上的進程要和其他進程通信是要通過計算機端口的，而一個計算機端口某個時刻只能被一個進程佔用，所以通過指定源端口和目標端口，就可以知道是哪兩個進程需要通信。源端口、目標端口是用16位表示的，可推算計算機的端口個數爲2^16個
序列號：表示本報文段所發送數據的第一個字節的編號。在TCP連接中所傳送的字節流的每一個字節都會按順序編號。由於序列號由32位表示，所以每2^32個字節，就會出現序列號迴繞，再次從 0 開始
確認號：表示接收方期望收到發送方下一個報文段的第一個字節數據的編號。也就是告訴發送發：我希望你（指發送方）下次發送的數據的第一個字節數據的編號是這個確認號
數據偏移：表示TCP報文段的首部長度，共4位，由於TCP首部包含一個長度可變的選項部分，需要指定這個 TCP報文段到底有多長。它指出 TCP 報文段的數據起始處距離 TCP 報文段的起始處有多遠。該字段的單位是32位(即4個字節爲計算單位），4位二進制最大表示15，所以數據偏移也就是TCP首部最大60字節
URG：表示本報文段中發送的數據是否包含緊急數據。後面的緊急指針字段（urgent pointer）只有當URG=1時纔有效
ACK：表示是否前面的確認號字段是否有效。ACK=1，表示有效。只有當ACK=1時，前面的確認號字段纔有效。TCP規定，連接建立後，ACK必須爲1,帶ACK標誌的TCP報文段稱爲確認報文段
PSH：提示接收端應用程序應該立即從TCP接收緩衝區中讀走數據，爲接收後續數據騰出空間。如果爲1，則表示對方應當立即把數據提交給上層應用，而不是緩存起來，如果應用程序不將接收到的數據讀走，就會一直停留在TCP接收緩衝區中
RST：如果收到一個RST=1的報文，說明與主機的連接出現了嚴重錯誤（如主機崩潰），必須釋放連接，然後再重新建立連接。或者說明上次發送給主機的數據有問題，主機拒絕響應，帶RST標誌的TCP報文段稱爲復位報文段
SYN：在建立連接時使用，用來同步序號。當SYN=1，ACK=0時，表示這是一個請求建立連接的報文段；當SYN=1，ACK=1時，表示對方同意建立連接。SYN=1，說明這是一個請求建立連接或同意建立連接的報文。只有在前兩次握手中SYN才置爲1，帶SYN標誌的TCP報文段稱爲同步報文段
FIN：表示通知對方本端要關閉連接了，標記數據是否發送完畢。如果FIN=1，即告訴對方：“我的數據已經發送完畢，你可以釋放連接了”，帶FIN標誌的TCP報文段稱爲結束報文段
窗口大小：表示現在充許對方發送的數據量，也就是告訴對方，從本報文段的確認號開始允許對方發送的數據量
校驗和：提供額外的可靠性
緊急指針：標記緊急數據在數據字段中的位置
選項部分：其最大長度可根據TCP首部長度進行推算。TCP首部長度用4位表示，選項部分最長爲：(2^4-1)*4-20=40字節
常見選項：
最大報文段長度：Maxium Segment Size，MSS
窗口擴大：Windows Scaling
時間戳： Timestamps
註釋：
1 最大報文段長度
指明自己期望對方發送TCP報文段時那個數據字段的長度。默認是536字節。數據字段的長度加上TCP首部的長度纔等於整個TCP報文段的長度。MSS不宜設的太大也不宜設的太小。若選擇太小，極端情況下，TCP報文段只含有1字節數據，在IP層傳輸的數據報的開銷至少有40字節（包括TCP報文段的首部和IP數據報的首部）。這樣，網絡的利用率就不會超過1/41。若TCP報文段非常長，那麼在IP層傳輸時就有可能要分解成多個短數據報片。在終點要把收到的各個短數據報片裝配成原來的TCP報文段。當傳輸出錯時還要進行重傳，這些也都會使開銷增大。因此MSS應儘可能大，只要在IP層傳輸時不需要再分片就行。
在連接建立過程中，雙方都把自己能夠支持的MSS接入這一字段。 MSS只出現在SYN報文中。即：MSS出現在SYN=1的報文段中
2 窗口擴大
爲了擴大窗口，由於TCP首部的窗口大小字段長度是16位，所以其表示的最大數是65535。但是隨着時延和帶寬比較大的通信產生（如衛星通信），需要更大的窗口來滿足性能和吞吐率，所以產生了這個窗口擴大選項
3 時間戳
可以用來計算RTT(往返時間)，發送方發送TCP報文時，把當前的時間值放入時間戳字段，接收方收到後發送確認報文時，把這個時間戳字段的值複製到確認報文中，當發送方收到確認報文後即可計算出RTT。也可以用來防止迴繞序號PAWS，也可以說可以用來區分相同序列號的不同報文。因爲序列號用32爲表示，每2^32個序列號就會產生迴繞，那麼使用時間戳字段就很容易區分相同序列號的不同報文
三、TCP協議PORT
傳輸層通過port號，確定應用層協議
tcp：傳輸控制協議，面向連接的協議；通信前需要建立虛擬鏈路；結束後拆除鏈路
Port number:
0-65535
IANA:互聯網數字分配機構（負責域名，數字資源，協議分配）
0-1023：系統端口或特權端口(僅管理員可用) ，衆所周知，永久的分配給固定的系統應用使用，
1024-49151：用戶端口或註冊端口，但要求並不嚴格，分配給程序
註冊爲某應用使用，1433/tcp(SqlServer)，1521/tcp(oracle), 3306/tcp(mysql),11211/tcp/udp (memcached)
49152-65535：動態端口或私有端口，客戶端程序隨機使用的端口其範圍的定義：/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range