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TCP的首部

时间:2004-08-03 来源: 作者: 点击:
TCP数据被封装在一个IP数据报中如下图: TCP数据在IP数据报中的封装 显示TCP首部的数据格式。如果不计任选字段,它通常是20个字节。 TCP包首部 每个TCP段都包含源端和目的端的端口号,用于寻找发端和收端应用进程。这两个值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址唯一
  

TCP数据被封装在一个IP数据报中如下图:



TCP数据在IP数据报中的封装

显示TCP首部的数据格式。如果不计任选字段,它通常是20个字节。
 


TCP包首部


  每个TCP段都包含源端和目的端的端口号,用于寻找发端和收端应用进程。这两个值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址唯一确定一个TCP连接。

  有时,一个IP地址和一个端口号也称为一个插口(socket)。这个术语出现在最早的TCP规范(RFC793)校罄此沧魑硎静死娴谋喑探涌凇2蹇诙裕╯ocketpair)(包含客户IP地址、客户端口号、服务器IP地址和服务器端口号的四元组)可唯一确定互联网络中每个TCP连接的双方。

  序号用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流,它表示在这个报文段中的的第一个数据字节。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动,则TCP用序号对每个字节进行计数。序号是32bit的无符号数,序号到达232-1后又从0开始。

  当建立一个新的连接时,SYN标志变1。序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN(InitialSequenceNumber)。该主机要发送数据的第一个字节序号为这个ISN加1,因为SYN标志消耗了一个序号(将在下章详细介绍如何建立和终止连接,届时我们将看到FIN标志也要占用一个序号)。

  既然每个传输的字节都被计数,确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。因此,确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。只有ACK标志(下面介绍)为1时确认序号字段才有效。

  发送ACK无需任何代价,因为32bit的确认序号字段和ACK标志一样,总是TCP首部的一部分。因此,我们看到一旦一个连接建立起来,这个字段总是被设置,ACK标志也总是被设置为1。

  TCP为应用层提供全双工服务。这意味数据能在两个方向上独立地进行传输。因此,连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。

  TCP可以表述为一个没有选择确认或否认的滑动窗口协议(滑动窗口协议用于数据传输将在20.3节介绍)。我们说TCP缺少选择确认是因为TCP首部中的确认序号表示发方已成功收到字节,但还不包含确认序号所指的字节。当前还无法对数据流中选定的部分进行确认。例如,如果1~1024字节已经成功收到,下一报文段中包含序号从2049~3072的字节,收端并不能确认这个新的报文段。它所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK。它也无法对一个报文段进行否认。例如,如果收到包含1025~2048字节的报文段,但它的检验和错,TCP接收端所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK。

  首部长度给出首部中32bit字的数目。需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占4bit,因此TCP最多有60字节的首部。然而,没有任选字段,正常的长度是20字节。在TCP首部中有6个标志比特。它们中的多个可同时被设置为1。我们在这儿简单介绍它们的用法。

URG紧急指针(urgentpointer)有效
ACK确认序号有效。
PSH接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。
RST重建连接。
SYN同步序号用来发起一个连接。这个标志和下一个标志将在第18章介绍。
FIN发端完成发送任务。

  TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。窗口大小为字节数,起始于确认序号字段指明的值,这个值是接收端正期望接收的字节。窗口大小是一个16bit字段,因而窗口大小最大为65535字节。在24.4节我们将看到新的窗口刻度选项,它允许这个值按比例变化以提供更大的窗口。

  检验和覆盖了整个的TCP报文段:TCP首部和TCP数据。这是一个强制性的字段,一定是由发端计算和存储,并由收端进行验证。TCP检验和的计算和UDP检验和的计算相似。

  只有当URG标志置1时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量,和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。

  最常见的可选字段是最长报文大小,又称为MSS(MaximumSegmentSize)。每个连接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置SYN标志的那个段)中指明这个选项。它指明本端所能接收的最大长度的报文段。

从上图中我们注意到TCP报文段中的数据部分是可选的。我们将在18章中看到在一个连接建立和一个连接终止时,双方交换的报文段仅有TCP首部。如果一方没有数据要发送,也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中,也会发送不带任何数据的报文段。

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