Linux学习-TCP网络协议（补充）
一、TCP 头部标志位
TCP 头部包含多种标志位，用于控制连接建立、数据传输、连接断开等过程，核心标志位及作用如下：
| 标志位 | 英文全称 | 作用 |
|---|---|---|
| SYN | Synchronize Sequence Numbers | 请求建立连接，三次握手第一步发送 SYN 包 |
| ACK | Acknowledgment | 响应报文标志，用于确认收到数据，确认号字段需配合 ACK 位使用 |
| PSH | Push | 携带数据标志，通知接收方立即从缓冲区读数据，无需等待缓冲区满 |
| FIN | Finish | 请求断开连接标志，四次挥手过程中用于发起断开请求 |
| RST | Reset | 复位标志，用于异常断开连接（如连接超时、错误），强制重置连接状态 |
| URG | Urgent | 紧急数据标志，标记数据为紧急，紧急指针字段配合使用，指示紧急数据位置 |
从 TCP 头部结构看，这些标志位位于“数据偏移”“保留”之后的控制位区域，与源端口、目的端口、序列号、确认号等共同构成 TCP 报文首部（固定 20 字节，含选项则更长 ），TCP 报文段封装在 IP 数据报的数据部分传输 。
二、TCP 保障安全可靠的机制
（一）连接管理：三次握手 & 四次挥手
- 三次握手：通过 SYN、SYN + ACK、ACK 交互，确保收发双方通信前就绪，同步序列号，确认双向收发能力 。
- 四次挥手：通过 FIN、ACK、FIN、ACK 交互，确保双方数据传输完毕，有序释放连接资源，避免数据残留 。
（二）应答机制
TCP 发送数据时，用序列号标记数据包起始编号；接收方回复确认号（为收到的最后一个字节编号 + 1 ），告知发送方已接收数据范围。发送方依据确认号判断数据是否被接收，未确认则触发重传，保障数据可靠。
（三）超时重传机制
数据发送后，若在**超时时间（RTO，Retransmission Timeout ）**内未收到确认，发送方认为数据包丢失，重新发送该数据。超时时间会根据网络情况动态调整（如基于往返时间 RTT 计算 ），平衡重传效率与网络开销。
（四）滑动窗口机制
- 发送方和接收方各维护一个窗口（缓冲区 ），窗口内是已发送未确认、或准备发送的数据 。
- 发送方无需等每个数据包确认后再发下一个，可连续发送窗口内数据，提升传输效率；接收方通过窗口大小字段告知发送方自己的接收能力，动态调整发送速率，避免拥塞 。
三、TCP 提升效率的机制
（一）延迟应答机制
接收方不立即回复 ACK，等待一段时间（如缓存更多数据、凑齐应用层读取需求 ），再批量确认。减少 ACK 报文数量，降低网络开销，提升整体传输效率。
（二）流量控制机制
结合 TCP 头部窗口大小字段，接收方根据自身缓冲区剩余空间，调整窗口大小告知发送方。发送方按窗口大小控制发送数据量，避免发送过快导致接收方缓冲区溢出，实现收发速率匹配。
（三）捎带应答机制
ACK 报文可与应用层数据合并发送（如接收方有数据要发给发送方时，将 ACK 与数据报文一起传输 ），减少单独发送 ACK 的次数，降低网络报文数量，提升传输效率。