TCP协议及其工作方式

TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构。 连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠TCP提供可靠的通信服务。TCP假设它可以从较低级别的协议获得简单的，可能不可靠的数据报服务。 原则上，TCP应该能够在从硬线连接到分组交换或电路交换网络的各种通信系统之上操作。

TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

TCP三次握手的过程如下：

客户端发送SYN(SEQ=x)报文给服务器端，进入SYN_SEND状态。

服务器端收到SYN报文，回应一个SYN (SEQ=y)ACK(ACK=x+1)报文，进入SYN_RECV状态。

客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK(ACK=y+1)报文，进入Established状态。

三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭(half-close)造成的。

(1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”(active close)。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。(2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”(passive close)，这个FIN由TCP确认。注意：FIN的接收也作为一个文件结束符(end-of-file)传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。(3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。(4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP(即执行主动关闭的那一端)确认这个FIN。 [3] 既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。注意：(1) “通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。(2) 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”(half-close)。(3) 当一个Unix进程无论自愿地(调用exit或从main函数返回)还是非自愿地(收到一个终止本进程的信号)终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。