1 七层网络协议
首先作为我们要交流的基础，我们先上张图，七层网络协议，具体每一层都干了什么就不作具体讲解了。了解
七层协议就行、
网络七层协议
2 我们要说的Tcp位于传输层，我们知道，对报文的处理，在经过每一层都会经过一次封装头或者解析头的过程，各层的封装与解析如下图所示
我们tcp在传输层，主要解析的是tcp头，传输的控制数据在存在tcp头部下面，到了传输层，我们的数据就只包含tcp头和体数据了，我们就一起来探讨下
1 tcp服务模型的特征与
2 tcp头部包含了哪些信息解析后分别起到了什么作用
3 建立连接断开连接机制
3 Tcp的服务模型的特征
我们现在常用的http服务就是基于tcp连接的，tcp总结起来有以下几个特征
1 面向连接的传输，传输前必须先建立连接。传输完毕需要断开连接。
2 仅支持单播传输。只能进行端到端的传输，不支持多播和广播传输
3 传输单元为数据段，传输单位为字节，字节过长时将其分段（数据段大小可变，最小为21字节）
4 支持全双工传输，允许通信双方随时都能够发送数据，因为tcp通信两端都设有缓存，用于存放临时双方通信的数据。当然tcp也能立即发送一个接受到的数据段（URG配合紧急指针oobinline来实现），也可以缓存一段时间后发送。
5 URG配合紧急指针实现数据及时发送
6 可变tcp数据段大小和tcp数据段的个数
7 重传策略保证数据的安全性
4 tcp的段结构
tcp能够支持上面集中特性，与tcp的结构是密不可分的。tcp的头可分为10部分，每一部分都是极其重要的，都控制住tcp连接的一个部分。下面，我们得先来看看tcp头部都包含了哪些部分（如图）
1 源端口：16bit告诉主机该报文段从哪里来， 客户端是系统自动选择的端口号，服务器不同协议默认使用不同
的端口号（如http协协议，默认80端口）
2 目标端口:16bit,目标节点端口，就是要传输给上层哪个程序。
3 序列号：32bit,是数据段的序列号。tcp字节流中每个字节都有编号，我们这次传输的数据段大小是100个数据
字节。第一个字节的编号是一个随机值ISN，那么这段字节的序列号就是ISN+1，ISN+2，
ISN+3,......,ISN+100等
4 确认号：32bit，用于对另一方发过来的序列号进行确认，他的数值是序列号的数值加一，同时也表示该字节 序号前面的字节全部接收。
5 数据偏移（头长度）：4bit，表示tcp头的长度为多少字节，也表示数据 的偏移，一共4位，最大表示数为
15，所以头长度 最大15位，60个字节
6 标志位（6位）：分别为1 URG标志，表示紧急指针是否有效ACK标志，表示确认号是否有效。称携带
2 ACK标志 的tcp报文段位确认报文段
3 PSH标志，提示接收端应用程序应该立即从tcp接受缓冲区中读 走数据，为
接受后续数据腾出空间（如果应用程序不将接收的数据读走，
它 们就会一直停留在tcp缓冲区中）
4 RST标志，表示要求对方重新建立连接。携带RST标志的tcp报文段为复位报 文段。
5 SYN标志，表示请求建立一个连接。携带SYN标志的tcp报文段为同步报文
段。
6 FIN标志，表示通知对方本端要关闭连接了。携带FIN标志的tcp报文段为结
束报文段。
7 窗口：16bit，是tcp流量控制的一个手段。这里说的窗口，指的是接收通告 窗口。它告诉对方本端的tcp接
收缓冲区还能容纳多少字节的数据，这样对方就可以根据这个值来改变自己的发送窗口的大小。
8 检验和 ：16bit，由发送端填充。接收端对tcp报文段执行CRC算法来校验tcp报文段是否在传输层被损
坏。
9 紧急指针：16bit，当URG=1时这段部分才起作用。紧急指针是一个偏移量，指向紧急数据与非紧急数据
的临界点，紧急数据起点是序列号，终点是序列号+紧急数据大小。所以 我们也称其为紧
10 选项（可变长度）：部分最多包含40字节，因为TCP头部最长是60字节（其中还包含前面讨论的20
字 节的固定部分），还要 保证利用填充字段保证tcp头是4的整数倍。 急偏移。紧急
指针内的数据不走tcp的数据缓冲区，能够立即发送传输的数据
到这里tcp头的几个段都已经简单介绍了。tcp头是控制tcp数据传输的主要机制。 也是tcp连接，断开，传输，重 传的支持。理解非常重要，是我们介绍接下来内容的基础。
5 tcp的连接建立
1 传输控制协议tcp协议基于连接的传输协议。数据传输前需要建立逻辑连接 tcp采取的机制是三次握手协议，以
此来建立全双工的连接。
第一次握手：客户端的应用进程主动打开，并向客户端发出请求报文段。其首部中：SYN=1,seq=x。
第二次握手：服务器应用进程被动打开。 若同意客户端的请求，则发回确认报文 其首部中：
SYN=1,ACK=1,ack=x+1,seq=y。
第三次握手：客户端收到确认报文之后，通知上层应用进程连接已建立，并向服务器发出 a确认报文，其首部：
ACK=1,ack=y+1。当服 务器收到客户端的确认报文之后，也通知其上层应用进程连接已建立。
至此 tcp三次握手完成，连接建立
6 tcp连接的释放
tcp是全双工协议，所以断开连接需要采用对称释放的方式。
1 第一次挥手：A接收到应用层的通知，发送请求断开连接的数据段
2 第二次挥手: B发送应答段，表明数据传输完成，同意B的请求
3 第三次挥手：B接收到应用层的通知，请求终止连接
4 第四次挥手：A接到B的请求，同意断开连接
如果是笼统的说，这样已经逻辑完整的完成tcp断连了。但是，在这期间，服务 器如何识别四次挥手的是同一个客户端，还有在断连过程中，第二次挥手到第三次挥手期间是可以进行单向数据传输的。四次挥手期间，Tcp连接的状态分别是什么，相信大家都和我一样很感兴趣。
如果细说四次挥手，我们可以将其分为8个阶段，（同时我也画了一 个示意图，如下）
1 开始时，A,B都处于established状态， 可以进行双向传输状态
2 A接收到应用层的通知，停止发送数据关闭tcp连接，报文头标志位的FIN=1序号seq=x+1,x是已传输数据的最后一 个字 节序号。A进入FIN-WAIT-1状态（终止等待1）状态，等待B的确认。FIN报文
段即使不携带数据也要消耗一个序号
3 B收到A的请求释放报文，确认 号X+2B的序列号是Y+1，Y是已传输数据的最后一个字节B进入Close-
wait状态（关闭等 待）。TCP服务器进程通知高层应用进程，从A到B的连接被释放了。这条Tcp
连接进入半关闭状态。
4 A收到B的确认，进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态 等待B发出连接释放报文段。
5 B应用进程通知Tcp释放连接，报文段首部FIN=1，序号为seq=Z+1半连接状态B可能又向A发送了一段
数据，B重复上次的确认号ack=X+2，B进入last-ack(最后等待)状态，等待A的回复。
6 A收到B的断连报文，向B发出确认，ACK=1，确认号ack=Z+2A的序号seq=X+2,A进入time-wait状态
7 A 经过时间等待计时器（TIME-WAIT timer）设置的时间2MSL后，A进入CLOSED状态。
8 B收到A的确认，进入closed状态，撤销传输控制块TCB，Tcp连接释放成功
（如下图）
到这里，tcp四次挥手就介绍完了，后续的TCP滑动窗口控制，重传策略，拥塞控制，会在后续的里面介绍
谢谢
