TCP通信相关知识点

最好的学习方式就是学以致用。最近在B站学习计算机网络，发现了一位将计算机网络讲解的非常详细和通俗的老师。我在下面会把链接贴出来（良心推荐）。学习过程中有了输入，但是缺少了输出。为了回顾最近学习的知识点，特地将内容整理出来，供日后学习。

计算机网络课程

TCP是哪一层的协议

国际标准将计算机网络体系架构分为7层：

• 应用层
• List item
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层

• 物理层

  实际过程中，在教学和应用方面一般将体系架构分为5层：

• 应用层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

  

这也是视频中主要讲解的体系结构。

其中TCP协议位于传输层。

TCP介绍

TCP（Transmission Control Protocol）是面向连接的，可靠的以及基于字节流的传输层控制协议。

上面的介绍，基本概括了TCP的特性。依次介绍上面的几种概念

• 面向连接的

  很多听过TCP概念的同学，一定都知道TCP“三次握手”的说法。三次握手就是为了让客户端与服务端进行端到端的连接，与UDP传输协议有很大区别。

• 可靠的

  UDP传输协议，存在的最大问题就是数据是否传输到对方，我们完全不知道，我们只关注发送数据，而不能确保数据一定会发送到服务端。而TCP就能够确保数据一定要发送到服务端，因此数据传输是可靠的。

• 字节流

  一个字节等于8个比特，这个概念我们都知道。TCP发送的数据都是以字节为最小单位发送。

  

三次握手的具体步骤

“三次握手”主动方一般是客户端，请求与服务端进行通信。而服务端监听端口，看是否有连接请求。

客户端会首先发送一个数据报文段，SYN属于同步位，且等于1时，该报文段不携带数据。

服务端会发送一个确认报文段，同时SY N=1，ACK=1表示是确认报文段。

接着客户端也会发送一个确认报文段，表示接受到服务端发送的报文段。

不知道大家会不会对进行三次握手产生疑问，将握手次数变多这个原因我们知道，就是在于浪费网络资源和时间，3次握手已经比较稳定了。

那如果采取“两报文握手”，可能会发生什么情况呢？

如上图所示，当客户端第一次发送的TCP连接请求，在网络中发送超时了。因此，TCP又发送了一次TCP连接请求，且服务端也准确接收到了，发送了确认报文段，且进入连接已建立状态。当客户端接收到服务端的确认报文段时，也进入进入连接已建立状态。并且在数据传输完毕后，关闭连接。此时，网络中客户端第一次发送的TCP请求连接，经过堵塞终于到了服务端，此时服务端接收到了请求，将确认报文段发送出去，并进入进入连接已建立状态。但是由于客户端已经关闭，所以对这个报文段不予理会，仍处于关闭状态。此时，我们就会发现服务端一直处于连接状态，但是却没有任何数据会发送过来，那么就会导致资源浪费。

TCP四次挥手

TCP通过四次挥手，来释放连接。

具体的过程其实和TCP三次握手阶段经历的事情差不多，只是标志位不同。这里主要说明为什么断开连接需要4次？

先说结论：为了防止TCP传输确认数据报文时的丢失情况，导致服务器一直请求超时重发（客户端已经关闭）（浪费网络资源）

具体过程如下图所示：

这个过程设计客户端发送了FIN=1的数据报文段，表示自己没有数据可以发送了，想关闭连接。此时服务端接收到此报文段，便发送一个确认报文段。但是注意，此时服务端也许还有数据给客户端发送，当服务端也没有数据发送后，也就可以发送FIN=1的数据报文段，表示自己也想关闭连接了。此时，客户端接收到报文后，发送确认报文，如果此时就关闭连接。那么当客户端发送的确认报文在网络中丢失后，此时服务端接收不到确认报文，就会一直超时重发，从而浪费网络资源。

因此当客户端发送确认报文后，不能立即关闭，而是会有个等待时间。