TCP 协议（序号和确认号）

- 日理万妓 2022-09-11 15:17 171阅读 0赞

接下来的内容是学习后续内容的基础，必须先讲清楚。为了方便你回忆 TCP 首部，这里再次把这个图贴出来，以便对照。

![这里写图片描述][02f5f787a8956a1c30444f8f36148fd5.png]

图1 TCP 首部

# 1. 序号 #

序号占用 4 字节，即 32 位。它的范围是 \[0,232−1\] ，也就是说一共有 4 294 967 296 个序号。TCP 协议中的序号，指的是报文段序号。

*  字节序号

TCP 连接中，为传送的字节流（数据）中的**每一个字节按顺序编号**。也就是说，**在一次 TCP 连接建立的开始，到 TCP 连接的断开**，你要传输的所有数据的每一个字节都要编号。这个序号称为**字节序号**。

当新**连接建立**的时候，第一个字节数据的序号称为 ISN(Initial Sequence Number)，即初始序号。ISN 一开始并不一定就是 1。在 RFC (规定网络协议的文档)中规定，ISN 的分配是根据时间来的。当**操作系统初始化的时候**，有一个全局变量假设为 g\_number 被初始化为 1（或 0），然后每隔 4ms 加 1. 当 g\_number 达到最大值的时候又绕回到 0.当新连接建立时，就把 g\_number 的值赋值给 ISN.

在 BSD 系统中，这段代码实现时并未遵守协议，它将 g\_number 初始化为 1，每 8ms 加 1，也就是说，每隔 0.5 秒增加 64000，9.5 小时后 g\_number 又绕回到了 0.

*  报文段序号

如果一个 TCP 报文段的序号为 301，它携带了 100 字节的数据，就表示这 100 个字节的数据的字节序号范围是 \[301, 400\]，该报文段携带的第一个字节序号是 301，最后一个字节序号是 400.

![这里写图片描述][538ba9c30581a2d7024917d68009ab4c.png]

图2 前面实验抓取的一个数据包

在图 2 中，报文段序号是 2379453244，它携带了 6 字节的数据 `hello\0`，这 6 字节的数据字节序号就是从 `h->2379453244`，`e->2379453245` 一直到最后一个空字符 `\0->2379453249`.

注意：**序号字段**只有在下面两种情况的任意一种才有意义：

*  数据字段至少包含一个字节
 *  这是一个 SYN 段，或者是 FIN 段，或者是 RST 段。

# 2. 确认号 #

如果你还记得前面你和你对象发短信的例子的话，这里就不难了。每传送一个 TCP 段，都要等待对方回复一个确认。不过这种方式效率太低，在 TCP 协议中，一般采用**累积确认**的方式，即每传送多个连续 TCP 段，可以只对最后一个 TCP 段进行确认。

对方通过回复一个确认号，来表示确认已经接收到了哪个 TCP 段。比如发送方发送了一个**报文段序号**为 301 的 TCP 段，这个段携带了 100 字节数据，则接收方应当回复的确认号是 401，它表示接收方已经收到了**字节序号为** \[0, 400\] 的数据，现在期望你发送字节序号为 401 以及以后的数据。

> 只有当 ACK 标志位被置位的时候，确认号这个字段才有效。

# 3. 一次完整的 TCP 连接到释放的过程 #

![这里写图片描述][3f372f89090b9245570b9c69c16926ef.png]

图3 这个数据包还是前面实验中抓取的

为了能够清晰的看到客户端与服务器的交互过程，这里将它画成了下面的时序图。

![这里写图片描述][d5cea071c67169e5bee4d8645c666ff8.png]

图4 客户端与服务器的交互

现在，我们只需要观察每一次发送 TCP 段后，对方是如何应答的。为了方便观察序号和确认号，我只保留了后三位。

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