TCP协议

提前知晓：

TCP 的连接与关闭的概念和过程

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以客户端主动连接 TCP连接为例，TCP 连接建立过程如下：

客户端 TCP 发送一个 SYN 报文段。该报文段包括源端口号、目的端口号、客户的初始序号、客户可接收的 TCP 报文段数据的最大长度（MSS）等信息。
服务器端 TCP 收到客户端的 SYN 报文段后，返回一个 SYN 和 ACK 报文段。该报文段使用ACK标志和确认号字段确认已经收到了客户端的SYN报文段，另外对服务器端的报文段进行初始化。
客户端 TCP 收到服务器端的 SYN 和 ACK 报文段后，发送一个 ACK 报文段。该报文段使用 ACK 标志和确认号字段确认已经收到了服务器端的 SYN 和ACK 报文段。

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TCP 连接中的任何一方（客户或服务器）都可以关闭连接。当一方的连接被终止时，另一方还可以继续向对方发送数据。因此，要关闭双向的 TCP 连接就需要 4 个动作。
以客户端主动关闭 TCP 连接为例，TCP 连接终止过程如下：

客户端 TCP 发送一个 FIN 报文段，宣布它要终止连接。
服务器端 TCP 收到客户端的 FIN 报文段后，返回一个 ACK 报文段，用来确认已收到了客户端的 FIN 报文段。
服务器端 TCP 可以在服务器到客户方向上继续发送数据。当服务器没有更多的数据发送时，就发送一个 FIN 报文段。
客户端 TCP 收到服务器端的 FIN 报文段后，返回一个 ACK 报文段，用来确认已收到了服务器端的 FIN 报文段。

TCP协议分析

TCP 协议（RFC 793）是一个面向连接的、可靠的运输层协议，通过连接建立和连接终止这两个过程完成面向连接的传输。TCP 的连接建立通常被称为“三向握手”。在建立 TCP 连接之前，服务器程序需要向它的 TCP 模块发出被动打开请求，表示该服务器已经准备好接受客户的连接。客户程序则要向它的 TCP 模块发出主动打开请求，表示该客户需要连接特定的服务器。然后即可开始建立 TCP 连接。

格式：

Ethernet II:
目的MAC地址：6个字节
源MAC地址：6个字节
协议类型：2个字节

Internet Protocol Version 4：
IP数据报固定首部：20个字节

针对Ethernet II和Internet Protocol Version 4的具体分析在ICMP协议

Transmission Control Protocol：
源端口号（Source Port）：2字节
目的端口号（Destination Port）：2字节
序列号（Sequence Number）：4字节
确认号（Acknowledgment Number）：4字节
标志位（Flags）：2字节（第一位表示头部长度，第二到四位表示flags）
窗口（Window）：2字节，
校验和（Checksum）：2字节，
紧急指针（Urgent Pointer）：2字节
选项（Options）：可变长度，最长可达40字节，也可以没有。

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源端口号（Source Port）和目的端口号（Destination Port）：用于标识通信的源和目的应用程序。这两个值加上IP首部中的源IP地址和目的IP地址唯一确定一个TCP连接。
序列号（Sequence Number）：表示本报文段所发送的数据的第一个字节在整个数据流中的位置，用于数据的重组和接收方确认。序号是32位的无符号数，序号到达2^32-1后从0开始。
确认号（Acknowledgment Number）：表示期望收到对方下一个报文段的首部中的序号，也就是期望收到的下一个字节的序号。只有ACK标志为1时，确认号才有效。
标志位（Flags）：用于传输控制，有以下几种：
- URG：当URG=1时，表示紧急指针字段有效，用于传送紧急数据。
- ACK：当ACK=1时，表示确认号字段有效，用于确认已收到的数据。
- PSH：当PSH=1时，表示推送操作，要求接收方尽快将本报文段交付给应用层，而不要等待缓存区填满。
- RST：当RST=1时，表示复位操作，用于异常中断或拒绝一个连接。
- SYN：当SYN=1时，表示同步序号，用于建立连接时同步双方的序号。
- FIN：当FIN=1时，表示终止连接，用于释放连接资源。
窗口（Window）：表示接收方的接收窗口大小，用于流量控制。窗口大小是一个16位的无符号数，因此窗口大小最大为65535字节。
校验和（Checksum）：用于检验TCP首部和数据的完整性和正确性。在计算校验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部，包括源IP地址、目的IP地址、协议号（TCP为6）和TCP长度。
紧急指针（Urgent Pointer）：只有当URG标志为1时才有效，表示紧急数据的最后一个字节的序号，用于指示紧急数据的长度。
选项（Options）：用于提供一些额外的功能，如最大报文段长度（MSS）、窗口扩展、时间戳等。