1. 传输控制协议（TCP）

1.1 TCP的主要特点：

支持可靠性的面向连接服务
支持流传输：无报文丢失、重复和失序的正确数据序列
支持全双工服务：支持客户端和服务端同时发送和接收数据
支持可靠服务: 使用确认机制来检查数据是否安全和完整地到达

1.2 TCP协议的可靠性

应用数据将被分割成TCP协议认为最适合发送的数据块. [分段]
TCP发送出一个报文段后, 它启动一个定时器, 等待目的端确认收到这个报文段. 如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段. [超时和重传]
当TCP收到发自TCP连接另一端的数据后, 将发送一个ACK确认. [确认]
TCP保持头部和数据的校验和, 如果校验和有差错, TCP将丢弃这个报文段, 不予确认. [校验和]
TCP需要对接收到数据报进行重新排列,然后将正确的数据传送给应用层. [数据报重排]
IP数据报会发生重复, 接受方的TCP需要检查并丢弃重复的数据. [去重]
TCP采用可变窗口进行流量控制, 根据对方缓冲区大小来协调发送方的发送速度, 避免缓冲区溢出数据丢失. 同时TCP还进行拥塞控制, 以进一步提高可靠性.[流量控制和拥塞控制]
TCP对字节流的内容不作任何解释, 只负责传输字节流, 不存在编码问题.

1.3 TCP流量控制 – 滑动窗口机制¹

窗口大小表示发送方未经确认可发送的报文个数

发送方每当接收到一个确认报文, 滑动窗口就向前移动.

1.4 TCP 差错控制

1.4.1 差错检测和纠正:

TCP使用校验和、确认和超时来完成差错检测。纠正方式是简单的丢弃报文，等待新的报文重传。

1.4.2 TCP计时器

重传计时器：
- 如果在计时器截止时间之前收到了对该报文段的确认，则撤销此计时器
- 如果在收到确认报文之前计时器截止时间到，则重传报文段并将计时器复位
坚持计时器：
1. 当接收方发送一个0窗口报文时，发送发就会停止发送数据，直到接收方再发送一个非0窗口的ACK。
2. 但是TCP中是不会对ACK进行确认的，如果这个非0窗口ACK丢失了，接收方就会一直等待发送方发送数据，进入死锁。
3. 坚持计时器的作用就是：在发送方接收到一个0窗口通知报文时，启动一个坚持计时器，等计时器超时后，发送一个1字节的探测报文段, 它有一个序号，但是它的序号不需要确认，计算对其他数据确认时也忽略该序号。
4. 如果没有收到接收方的响应，则将坚持计时器的值加倍和复位，直到增大到门限值（一般60s）为止，此后发送方就每隔60s发送一个探测保温段，知道窗口重新打开。
保持计时器（激活计时器）：
1. 如果客户端与服务端建立了连接，发送一些数据后就停止了发送（可能是故障）。若计时器超时后服务器还没收到客户端信息，就发送探报文，如果发送了10个探测报文还没有响应（每一个间隔75s），就假定客户出了故障，终止该连接。
2. 服务端每当接收到数据时，就复位计时器
时间等待器：
1. 时间等待计时器在连接终止期间使用
2. 在时间等待期，连接处于一种过渡状态，时间等待计时器通常设置为2倍TTL

1.5 TCP传输连接建立、维护与释放

1.5.1 传输连接建立

主机A发送报文段宣布它愿意建立连接, 报文段包括关于从A到B的通信量的初始化信息。
主机B发送确认报文段确认A的请求。
主机B发送报文段确认A的请求，报文段包含B到A的通信量的初始化信息。
主机A发送确认报文段确认B的请求.

三次握手:

A 发送SYN
B发送 SYN + ACK (将SYN和ACK合并为一个报文段)
A发送ACK (确认SYN+ACK报文段)

1.5.2 传输连接释放 – 四次握手

如果客户端打算终止连接，客户端发送FIN1报文段
服务端TCP程序接收到FIN1报文段后，发送ACK1报文段
服务端仍然可以在服务器到客户端方向继续发送数据，当没有数据需要发送时，服务端TCP程序通知操作系统释放从服务端到客户端的TCP连接，并向客户端发送FIN2报文段。
客户端TCP程序发送ACK2报文段, 切断服务端到客户端的TCP连接