1、TCP/IP協議概述

TCP/IP協議(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol)叫做傳輸控制/網際協議，又叫網路通訊協議，這個協議是Internet國際網際網路絡的基礎。TCP/IP是網路中使用的基本的通訊協議。雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協議，傳輸控制協議(TCP)和網際協議(IP)，但TCP/IP實際上是一組協議，它包括上百個各種功能的協議，如：遠端登入、檔案傳輸和電子郵件等，而TCP協議和IP協議是保證資料完整傳輸的兩個基本的重要協議。通常說TCP/IP是Internet協議族，而不單單是TCP和IP。TCP/IP協議使用範圍極廣，是目前異種網路通訊使用的唯一協議體系，適用於連線多種機型，既可用於區域網，又可用於廣域網，許多廠商的計算機作業系統和網路作業系統產品都採用或含有TCP/IP協議。TCP/IP協議已成為目前事實上的國際標準和工業標準。

TCP/IP是很多的不同的協議組成。TCP使用者資料報表協議，也稱作TCP傳輸控制協議（Transport Control Protocol，可靠的主機到主機層協議），這裡要先強調一下，傳輸控制協議是OSI網路的第四層的叫法，TCP傳輸控制協議是TCP/IP傳輸的6個基本協議的一種。兩個TCP意思不相同)。TCP是一種可靠的面向連線的傳送服務。它在傳送資料時是分段進行的，主機交換資料必須建立一個會話。它用位元流通訊，即資料被作為無結構的位元組流。通過每個TCP傳輸的欄位指定順序號，以獲得可靠性。是在OSI參考模型中的第四層，TCP是使用IP的網間互聯功能而提供可靠的資料傳輸，IP不停的把報文放到 網路上，而TCP是負責確信報文到達

2、三次握手原理解析

圖1  三次握手

在TCP會話初期，有所謂的“三握手”，即對每次傳送的資料量是怎樣跟蹤進行協商使資料段的傳送和接收同步，根據所接收到的資料量而確定的資料確認數及資料傳送、接收完畢後何時撤消聯絡，並建立虛連線。為了提供可靠的傳送，TCP在傳送新的資料之前，以特定的順序將資料包的序號，並需要這些包傳送給目標機之後的確認訊息。TCP總是用來發送大批量的資料。當應用程式在收到資料後要做出確認時也要用到TCP。由於TCP需要時刻跟蹤，這需要額外開銷，使得TCP的格式有些顯得複雜。

TCP握手協議在TCP/IP協議中，TCP協議提供可靠的連線服務，採用三次握手建立一個連線。

第一次握手：建立連線時，客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器，並進入SYN_SEND狀態，等待伺服器確認；

第二次握手：伺服器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也傳送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時伺服器進入SYN_RECV狀態；

第三次握手：客戶端收到伺服器的SYN＋ACK包，向伺服器傳送確認包ACK(ack=k+1)，此包傳送完畢，客戶端和伺服器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。完成三次握手，客戶端與伺服器開始傳送資料，在上述過程中，還有一些重要的概念：未連線佇列：在三次握手協議中，伺服器維護一個未連線佇列，該佇列為每個客戶端的SYN包（syn=j）開設一個條目，該條目表明伺服器已收到SYN包，並向客戶發出確認，正在等待客戶的確認包。這些條目所標識的連線在伺服器處於Syn_RECV狀態，當伺服器收到客戶的確認包時，刪除該條目，伺服器進入ESTABLISHED狀態。Backlog引數：表示未連線佇列的最大容納數目。

SYN-ACK :重傳次數。 伺服器傳送完SYN－ACK包，如果未收到客戶確認包，伺服器進行首次重傳，等待一段時間仍未收到客戶確認包，進行第二次重傳，如果重傳次數超過系統規定的最大重傳次數，系統將該連線資訊從半連線佇列中刪除。注意，每次重傳等待的時間不一定相同。

半連線存活時間：是指半連線佇列的條目存活的最長時間，也即服務從收到SYN包到確認這個報文無效的最長時間，該時間值是所有重傳請求包的最長等待時間總和。有時我們也稱半連線存活時間為Timeout時間、SYN_RECV存活時間。

在TCP/IP協議中，TCP協議提供可靠的連線服務，採用三次握手建立一個連線。如圖1所示。

圖2 四次揮手

需要斷開連線的時候，TCP也需要互相確認才可以斷開連線，採用四次揮手斷開一個連線,如圖2所示。在第一次互動中，首先發送一個FIN=1的請求，要求斷開，目標主機在得到請求後傳送ACK=1進行確認；在確認資訊發出後，就傳送了一個FIN=1的包，與源主機斷開；隨後源主機返回一條ACK=1的資訊，這樣一次完整的TCP會話就結束了。

總結：

          傳輸層是整個協議層的核心，而TCP是面向連線的傳輸協議，用於在不可靠的因特網上提供可靠的，端到端的位元組流通訊的協議。所以說。TCP在傳輸層有著很重要的地位。

          而我認為TCP傳輸過程中建立連線是最重要的，TCP與UDP的區別也體現在這裡，TCP需要在資料傳輸前建立連線。一部分保障了資料傳輸的可靠性。

 還記得兩軍問題中由於兩軍距離問題在同步作戰的方案中，需要建立連線，達成協議，但是由於不能確定對方是否接收到訊息就會在雙發無休止的建立連線。而三次握手協議不僅保持著協議雙方的可靠通訊，也不會使得雙方的無休止的建立通訊這個弊端。而對每個報文都增加了一個定時器，設計一個最大延時，使得超時的資料認定為丟失，同時不會因為無休止的等待，而耽誤其他工作。