详解TCP协议(一)——TCP是什么及报文结构

导图:

接下来的博客内容会按照导图展开

一、TCP是什么

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、有序的、基于字节流的传输层通信协议。

1.1面向连接

TCP的三次握手和四次挥手，应该是挺熟悉的名词。TCP的连接与释放就是通过上面完成的。

1.1.1那么它连接的是谁?

连接的是要通信双方的进程
我们知道应用层之间的通信本质是进程之间的通信，传输层接收(发送)应用层数据，传输层协议如果要连接的话得连接主机之间的进程才能完成通信(信息交换)

TCP连接通过三次挥手就是发送方主机A进程确定连接接收方主机B的某个进程，一旦连接，TCP协议会允许双方应用进程在任何时间段都可以发送和接收数据(全双工通信服务)，并且会提供发送和接收空间缓存。

1.1.2全双工通信与半双工通信

• 全双工通信:通信双方可以同时发送和接收信息(TCP实现)
• 半双工通信:通信方式可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行(数据链路层实现)

举例:
全双工通信:咱们打电话的时候可以说话也可以听见对方说话
半双工通信:好比对讲机，你一句我一句说话

如图:

半双工也可以理解为只能过一辆车的桥，全双工为双向各一车道的桥。前者同时只有一个方向可以过，后者来回双向都可以同时过。

TCP采用的是全双工通信，这也是为什么三次握手建立连接，四次挥手释放连接，后面祥谈。

1.2可靠

TCP协议是基于滑动窗口协议的，包含并综合可靠传输协议的措施，例如，差错检测，累计确认机制，序号，重传，计时器等，后面博客介绍

1.3有序

进程的应用数据通常被TCP分割成数据块(报文段)进行传输，一般数据块的长度按照最大报文段长度(MSS)来设置。

因此从主机A传输到主机B的数据只是应用数据的一部分，所以传输的数据块必须要有序才能保证应用数据的完整性

1.4面向字节流传输

TCP将上述的数据块，看成一连串无结构的字节流，所有的数据都是按照8bit一组进行发送与传输数据块数据包含很多组

1.4.1面向字节流，面向比特流，面向字符流比较

面向比特流
8比特为一组传输数据
面向字节流
1比特为一组传输数据
面向字符流
在tcp编程，网络传输中的字节流，对应到代码里的字符流，就是字符串，所以本质没有什么区别。

二、TCP报文结构及功能

2.1TCP报文结构

2.1.1应用数据在整个传输过程中被封装的数据形式

位于传输层的TCP数据分组称为段（Segment），又译为报文段、数据段或分段。TCP将来自应用层的数据分块并封装成TCP段进行发送。TCP段封装在IP数据报中，然后再封装成数据链路层中的帧，如下图所示:

2.1.2TCP段的组成

TCP段=TCP首部+应用数据

详细说下TCP首部组成及功能

各个组成的功能都概况了下，后面用到会再强调一遍，TCP的工作步骤就是和上面的组成打交道。