前言
看完了《TCP/IP 协议》卷一，TCP协议相对其它协议会复杂很多，为了对 TCP 协议有更深刻的理解，因此自已定期做个总结，对自己做一个查漏补缺。同时在这过程中参考了网上一些的写得不错的博文做了些补充。
简要说明
TCP 协议基于IP协议，位于传输层（同udp一样），提供可靠的传输数据机制。支持超时重传，流量控制，拥塞控制等复杂功能，是当前互联网中最流行的协议之一。例如最常见的http 请求是基于tcp协议，或者用socket建立长连接。
数据报格式
TCP协议数据报
上图是TCP的头部格式，封装在IP数据报中的，如果TCP头部不带选项正常是20字节，带选项的话是可达60字节。由于大多数以太网使用1500字节的MTU（最大传输单元），所以一个正常的TCP数据报最多只能放1460字节大小的数据，1500 - 20(ipv4头部) - 20(最小tcp头部) = 1460 字节。以下是对部分字段进行说明：
1.序列号（seq)
发送端为每一个tcp数据包带有一个序列号的标志，每发送一个数据包，该序列号就会按顺序累加上去，用来保证接收端能接收到所有的数据，如果接收端可以根据seq判断是否丢包，中间存在序列号丢失，则会触发重传机制。
2.确认号(ack)
与seq对应，接收端对已收到的数据包，在seq的基础上进行累加确认，并回应发送端到收到的数据包，如果发送端超时未收到ack，则会进行重传对应数据包。
对 seq 和 ack 计算规则感兴趣的可以参考以下这篇文章
https://blog.csdn.net/HappyRocking/article/details/78198776
3.头部长度
整个TCP头部的长度，以32位（4字节）为单位，长度范围在5-15，即20-60字节
4.协议代码
SYN ---- 同步标志。仅用于TCP三次握手，标志序列号有效，初始化一个连接的序列号。
FIN ---- 结束标志。用于结束一个连接的标志，用于TCP四次挥手。
ACK ---- 确认标志。用于标志确认号是有效的，在一次tcp通信中，大部分情况下发数据和响应数据都是启动的。
RST ---- 重置连接标志。用于连接取消，接收到该标志说明当前的TCP连接有错误。比如建立连接后，对方服务器发生异常重启了，此时客户端发送tcp数据会接收到RST代表该连接有错误，需要取消。
ECE ----- ECN回显标志。TCP接收方收到路由器设置的拥塞标志（说明当前网络发生拥塞），则接收端将下个TCP包的ECE标志置为1，通知发送端降低发速率。
CWR ----- 拥塞窗口减少标志。同ECE被用于ECN机制（显示拥塞通知），表明数据发送端已接收到了ECE标志，并发送速率已降低
CRW,ECE的详细说明可参考该博文
https://www.cnblogs.com/hadis-yuki/p/5467787.html
URG ---- 紧急标志。使用该字段代表TCP进入紧急模式，代表有紧急数据处理，该数据的处理优先级提高；该字段与“紧急指针”字段配合使用，用于标志紧急数据的位置。该标志用的比较少，且URG在[RFC6093]不再推荐设置紧急数据。
PSH ---- 推送标志，用于通知接收方应尽快将这个数据从缓冲区传送到应用程序。可用于标志一段数据传输完毕，不需要再等之后的数据了，让应用程序尽快处理。
PSH 和 URG 的详细说明可参考该博文
https://zhengyinyong.com/tcp-flags-psh-and-urg.html
5.窗口大小
该值用于流量控制，当接收端应用处于繁忙时，发送的数据都将存在接民端的缓冲区里，随着缓冲区剩余空间变小，窗口大小的值也会随着变小。当窗口大小为0时，发送端是不是允许发送数据，需等到窗口大小调整才能发送数据。窗口大小是16位(表示最大65535字节)，但是可以通过WSPOT选项来增至30位(表示1GB)，给高速和大延迟网络提供更大的窗口和性能的改进。
6.TCP选项
TCP头部一般里面会带多个选项，用于传递通讯中重要的参数，以下是对部分选项（符合RFC标准化）的简单汇总。
| 种类 | 长度 | 名称 | 参考 | 描述与目的 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | EOL | [RFC0793] | 用于标志选项列表结束 |
| 1 | 1 | NOP | [RFC0793] | 无操作（用于填充） |
| 2 | 4 | MSS | [RFC0793] | 最大段大小，指TCP协议所允许对方接收到最大报文段。该大小指的是数据的最大长度，不包含头部，IPv4中的数值均为1460字节 |
| 3 | 3 | WSPOT | [RFC01323] | 窗口缩放因子（窗口左移量），用于扩展窗口大小 |
| 4 | 2 | SACK-Permitted | [RFC02018] | 发送者支持SACK选项 |
| 5 | 可变 | SACK | [RFC02018] | 在双方支持SACK选项的同时，当接收送端检测到丢包时，可通过该字段指明哪些数据包丢失，通知发送端重传 |
| 8 | 10 | TSPOT | [RFC01323] | 时间戳选项。估算TCP往返时间，可用于设置重传超时 |
| 28 | 4 | UTO | [RFC05482] | 用户超时选项，指明TCP发送者在确认对方未能成功接收数据之前愿意等待该数据ACK确认的时间，超时则会断开连接 |
| 29 | 可变 | TCP-AO | [RFC05925] | 认证选项，双方维护一个秘密值进行认证通信，增强连接的安全性 |
| 253 | 可变 | Experimental | [RFC04727] | 保留供实验所用 |
| 254 | 可变 | Experimental | [RFC04727] | 保留供实验所用 |
6.例子
用Wireshark进行抓包，查看三次握手中的 syn+ack 包查看其详细内容
tcp抓包头部
从图上的头部信息看出，该TCP的源端口为8888，目标端口是40302；初使化Seq序列号为0，Ack确认号为1（上一个syn包的seq加1）；整个TCP头部长度11（11*4=44字节）；窗口大小为65535（64k）;检验和为0x72f2。紧急指针0（没有urg标签）该值是无效的。
tcp选项
对该选项列表忽略掉NOP（占位选项） 和 EOL（列表结束），分析以下几个选项的含意：
MMS(最大段大小) ---- 1460字节的MSS，代表发送的tcp数据最大只能1460,1460刚好是标准MTU(1500) - 最小IP头部(20) - 最小TCP头部（20） = 1460字节
WSPOT(窗口缩放因子) ---- 窗口大小左滑5位，即乘以32
TSPOT(时间戳选项) ---- 发送时间(TSval)为1073522685 和回复时间(TSecr)为1581822607
SACK-Permitted ---- 说明自身支持SACK选项
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