计算机网络-tcp简介

传输层为其上面的应用层提供通讯服务，它属于面向通信的最高层，也属于面向用户应用的最底层，所以非常重要！

ip层作用于主机间（定位至主机），而传输层作用于应用进程间（定位至端口），端到端通信就是指两个应用进程间的通信。发送端中应用层传来的报文由传输层统一处理，接收端中传输层传来的报文会分发给不同的应用程序。

传输层使用16位来标识一个端口（共有65535个端口可用），这里的端口是一个逻辑结构，与路由器的物理端口不一样。该端口只在本计算机中有效，在互联网中是无意义的，它用于联系运输层和应用层（不使用进程号做联系是因为不同os的进程号规范可能不一样，而且一个进程可能开有多个端口）。

tcp是面向字节流的，应用传下来的的报文，tcp并不认识，tcp只将其看做是字节流，如果字节流大了就分段，如果小了可以先缓存等累计到一定大小后再发送。接收方tcp同样只认识字节流，将收到的字节流传至应用进程。（这需要在应用层区分字节流了，比如http通常会有length首部）

 

TCP报文段的首部格式

ACK=1表示该报文段包含确认序号（ack），只有在tcp三次握手的首次请求中ACK=0；

SYN=1表示该报文段用于同步序号，只有在tcp三次握手的前两次握手中SYN=1（两次握手之后，双方就会各持有一对序号，一个是自己的，另一个是对端的）；

FIN=1表示该报文段为终止报文段，即向对端表示我不再发送数据给你了（但我还可以接收你发送的数据）；

窗口字段表示当前可接收的最大字节数，是动态变化的；

确认号ack表示已收到对端到ack-1为止的所有数据；

客户端状态的变迁：关闭->同步已发送->连接已建立；

服务端状态的变迁：关闭->监听->同步已接受->连接已建立；

通常都是客户端主动请求

客户端状态的变迁：连接已建立->终止等待-1->终止等待-2->时间等待->关闭

服务端状态的变迁：连接已建立->关闭等待->最后确认->关闭

以java socket编程为例，serverSocket监听8181，clientSocket绑定8282，clientSocket.close后双方tcp的状态如下图（可通过netstat -ano查看），serverSocket处于CLOSE_WAIT，clientSocket处于FIN_WAIT_2。此时，对于java Socket来说，clientSocket已不能再发送数据（应用程序将clientSocket标记为closed，os Socket底层也关闭了发送通道），serverSocket读取数据只会读到-1，虽然可以发送数据，但clientSocket已经无法再接收了（因为被标记为closed，可能其他语言此时还可以接收数据）。也就是说，对于java而言，一端关闭了，另一端就会只有关闭的份了，不能再传输数据了。

当serverSocket.close后，serverSocket持有的临时端口被关闭，只剩下处于TIME_WAIT状态的clientSocket的8282端口，经测试TIME_WAIT状态会持续很长时间，所以通常建议client端主动进行关闭，如果server端主动关闭，会存在大量的端口处于TIME_WAIT状态，剩余可用端口就变少了。

（如果长时间维持clientSocket关闭、serverSocket开启的状态，即client为FIN_WAIT_2，server为CLOSE_WAIT，最后二者都会关闭，这是什么原因呢？）

CLOSE_WAIT、FIN_WAIT_2、TIME_WAIT这三个状态较容易捕捉，其他状态都是瞬间状态，不容易捕捉到。

参考：http://network.51cto.com/art/201411/456783.htm