tcp概述

TCP（Transmission Control Protocol）又叫传输控制协议，是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

1. 面向连接：一定是「一对一」才能连接，不能像 UDP 协议可以一个主机同时向多个主机发送消息，也就是一对多是无法做到的；
2. 可靠的：无论的网络链路中出现了怎样的链路变化，TCP 都可以保证一个报文一定能够到达接收端；
3. 字节流：用户消息通过 TCP 协议传输时，消息可能会被操作系统「分组」成多个的 TCP 报文，如果接收方的程序如果不知道「消息的边界」，是无法读出一个有效的用户消息的。并且 TCP 报文是「有序的」，当「前一个」TCP 报文没有收到的时候，即使它先收到了后面的 TCP 报文，那么也不能扔给应用层去处理，同时对「重复」的 TCP 报文会自动丢弃。

优点： 可靠，稳定。TCP的可靠性体现在传输数据之前，三次握手建立连接（四次挥手断开连接），并且在数据传递时，有确认，窗口，重传，拥塞控制机制，数据传完之后断开连接来节省系统资源。
应用场景： 对网络通信质量有要求时，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往对于一些要求可靠的应用，比如HTTP,HTTPS,FTP等传输文件的协议，POP,SMTP等邮件的传输协议，websocket协议等。

头部格式

我们先来看看 TCP 头的格式，标注颜色的表示与本文关联比较大的字段，其他字段不做详细阐述

1. ACK（Acknowledge character即是确认字符）：该位为 1 时，「确认应答」的字段变为有效，TCP 规定除了最初建立连接时的 SYN 包之外该位必须设置为 1 。
2. RST：该位为 1 时，表示 TCP 连接中出现异常必须强制断开连接。
3. SYN（同步序列编号Synchronize Sequence Numbers）：该位为 1 时，表示希望建立连接，需要同步序列号，并在其「序列号」的字段进行序列号初始值的设定。
4. FIN：该位为 1 时，表示今后不会再有数据发送，希望断开连接。当通信结束希望断开连接时，通信双方的主机之间就可以相互交换 FIN 位为 1 的 TCP 段。

3次握手4次挥手

一个可靠连接肯定会有以下三个过程：创建连接、 数据传输、 终止连接

创建连接

这里就是常说的‘三次握手’，其实完全可以用常识来理解这个过程，两个人之间如果想建立一个通信，至少需要有三次对话才能保证通信的可靠。举个栗子，相信大家打游戏的时候都跟队友语音过。

{timeline}
{timeline-item color="#19be6b"}
A：听得到吗？
建立连接，客户端发送连接请求报文段，将SYN位置为1，Sequence Number为x；然后，客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
B：我听到了，你能听到我说话吗？
服务器收到SYN报文段。服务器收到客户端的SYN报文段，需要对这个SYN报文段进行确认，设置Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number+1)；同时，自己自己还要发送SYN请求信息，将SYN位置为1，Sequence Number为y；服务器端将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态；
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
A：ok，我能听到~
客户端收到服务器的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1，向服务器发送ACK报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。
{/timeline-item}
{/timeline}

数据传输

{timeline}
{timeline-item color="#19be6b"}
A：我给你发个一堆东西，你按照顺序拼好
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
B：收到了
发送的文件其实被拆成一个一个的小块，seq（Sequence Number）的作用是序列号，让服务器端能拼回来。
{/timeline-item}
{/timeline}

终止连接

当数据传输完毕之后，就要终止连接了，也就是 ‘四次挥手’

{timeline}
{timeline-item color="#19be6b"}
A：我要下了，你有什么想对我说的吗？
主机1（可以使客户端，也可以是服务器端），设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送一个FIN报文段；此时，主机1进入FIN_WAIT_1状态；这表示主机1没有数据要发送给主机2了；
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
B：等等，让我说完 xxxxx……
主机2收到了主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number加1；主机1进入FIN_WAIT_2状态；主机2同意‘关闭’，但是要等一下，因为这里可能还有数据没有接受完
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
B：好了，我说完了。
主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态；
{/timeline-item}
{timeline-item color="#ed4014"}
A：那拜拜啦~
主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态；主机2收到主机1的ACK报文段以后，就关闭连接；此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。
{/timeline-item}
{/timeline}