TCP 實習筆記 - 1

計算曆：7e3 年 af 月 5e 日。天氣：晴。在 Chrome 實習的第一天。

終於擺脫學校開始在 Chrome 實習啦，真是不錯的一天，網絡很好，沒有丟包狀況出現，現實的狀況也沒老師說的那麼糟糕嘛。

前輩的工做臺也太炫酷了吧，就是不知道在 FireFox 實習的同窗怎麼樣，IE 那的同窗，估計是手動操做吧！哈哈！！

今天用這工做臺發了很多報文，工做臺用起來比學校裏手動操做報文快了很多，但基礎不能忘，今天沒什麼須要記錄的，就複習下 TCP 報文基礎吧。

TCP，Transmission Control Protocol，傳輸控制協議，傳輸層的一個協議，其目的爲：在複雜網絡狀況下（不可靠的 IP 協議下），提供一個可靠的字節流傳輸通道。

可靠意味着數據的完整，也就是，在網絡連通的狀況下，排除一切可能的錯誤，將應用層的數據完完整整的發送到對方的應用層。

那麼如何排除錯誤，對於未到達對方的報文（包括可能已經到達但對方未返回確認的），進行不斷的重發！直到對方確認收到爲止。

OK 如今先過一過基礎。

組成

首先，先複習下報文的組成：

一個完整的報文包含以上信息，按照順序有以下做用：

區域	佔用字節	含義
源端口	16	TCP 通道所在進程的端口號，也就是個人工做間的門牌號。
目標端口	16	TCP 通道另外一側進程所在的端口號，估計也是和我同樣的工做間。
序號	32	當前報文中所攜帶數據中第一個字節的序號，對方會根據該序號進行數據的拼接，號碼是多少不重要，重要的是要連續。
確認序號	32	確認報文中使用，告知對方該序號前的報文已成功接收。
數據偏移	4	因爲 TCP 首部長度不肯定，對方根據該字段就能夠知道 TCP 首部長度。
保留位	6	目前未使用，置 0 便可。
URG	1	緊急標誌位，標誌該報文是否須要優先處理，主要是對本身這邊的進程起做用。
ACK	1	代表當前爲確認報文，告知對方確認序號以前的數據已完整接收。
PSH	1	推送標誌位，通知進程將將緩存區的數據推送出去。
RST	1	通道重置標誌位，通知對方重置 TCP 通道。
SYN	1	同步標誌位，通知對方開啓 TCP 通道。
FIN	1	結束標誌位，通知對方請求單向關閉 TCP 通道。
窗口	16	告訴對方，本身目前還有多少的緩存區可使用，避免 TCP 報文由於沒有緩衝區而不接受的狀況。
校驗和	16	驗證當前數據的完整性，由己方生成，並在對方校驗。
緊急指針	16	與 URG 配合使用，標誌緊急數據的大小。
選項	不固定	一些其餘選項，爲 TCP 發展後的一些補充。
填充	不固定	使得 TCP 報文首部長度爲 32 的整數倍。
數據	不固定	須要傳輸的數據。

其中選項中還有很多內容，下次主要複習這塊，這裏先過。

鏈接與釋放

TCP 既然表現爲一個通道，那麼通道的鏈接與釋放固然是重中之重。

※ 三次握手。

網絡是個複雜的環境，一個穩定的通道須要雙方都清楚對方已經本身發送和接收的能力，這就是三次握手的由來。

第一次握手（客戶端請求創建鏈接）：

*	客戶端發送能力	客戶端接收能力	服務端發送能力	服務端接收能力
客戶端	×	×	×	×
服務端	√	×	×	√

• 客戶端：雖然客戶端發送了請求，但卻不清楚本身是否真的將報文發送到了服務端，所以客戶端並不知道本身和對方的能力。
• 服務端：服務端接收到了報文，就能知道客戶端有能力發送，本身有能力接收。

第二次握手（服務端收到報文，確認鏈接並請求鏈接）：

*	客戶端發送能力	客戶端接收能力	服務端發送能力	服務端接收能力
客戶端	√	√	√	√
服務端	√	×	×	√

• 客戶端：若返回的報文經過驗證，說明本身有能力發送服務端有能力接收，接收成功說明本身有能力接收，服務端有能力發送。
• 服務端：和第一次握手同樣，服務端雖然發了報文，但殊不知道報文是否能正確到達。

第三次握手（客戶端收到報文，確認鏈接）：

• | 客戶端發送能力 | 客戶端接收能力 | 服務端發送能力 | 服務端接收能力

客戶端	√	√	√	√
服務端	√	√	√	√

• 客戶端：在第二次握手過程當中，客戶端就已經確認雙方的能力，
• 服務端：與第二次握手的客戶端同樣，若報文經過驗證，說明本身有能力發送客戶端有能力接收。

至此一個穩定的通道創建成功。

※ 四次揮手

通道的創建須要消耗計算機資源，所以當數據傳輸完畢後，如何進行釋放，也是重要的一環。

如何正確的關閉通道，是咱們須要思考的問題。

一個通道的關閉，和開啓同樣，一個巴掌拍不響，須要雙方都進行確認。

• 第一次揮手：客戶端請求關閉鏈接。
• 第二次揮手：服務端確認客戶端的關閉請求。
• 第三次揮手：服務端請求關閉鏈接。
• 第四次揮手：客戶端確認服務端的關閉請求。

通過四次揮手，通道在雙方都知曉的狀況下銷燬，而不會出現一方銷燬另外一方卻仍存在的狀況，計算機資源也可獲得相應的釋放。

那麼爲什麼不能像創建通道同樣，只進行三次？

很簡單，通道的開啓是雙方同時開啓，而關閉卻不是，當客戶端關閉了通道，僅僅表明客戶端不發送數據了，而服務端卻能夠繼續發送數據，客戶端仍能夠接收數據。

小結

通道的開啓與關閉，實際上是相同的，須要 4 個步驟

1. 一端請求開啓/關閉
2. 另外一端確認開啓/關閉
3. 另外一端請求開啓/關閉
4. 一端確認開啓/關閉

只不過通道的開啓過程當中，第 2 步和第 3 步進行了合併。

OK 整理的差很少，這些是基礎，也是最重要的部分，雖然前輩的工做臺會幫忙作掉這些步驟，但萬一機器出故障了呢，做爲 TCP 學院的優等生，我要確保數據始終能到達服務端！！

對了！前輩的工做臺仍是有一些東西沒有用到，那個大屏幕上的信息還沒充分了解，不過也瞭解個大概了，明天在去仔細研究研究。

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