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TCP 傳輸控制協議

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【TCP 傳輸控制協議】傳輸控制協議（Transmission Control Protocol, TCP）
TCP協議主為了在主機間實現高可靠性的包交換傳輸協議 。本文將描述協議標準和實現的
一些方法 。因為計算機網絡在現代社會中已經是不可缺少的了，TCP協議主要在網絡不可
靠的時候完成通信，對軍方可能非凡有用，但是對于政府和商用部門也適用 。TCP是面向
連接的端到端的可靠協議 。它支持多種網絡應用程序 。TCP對下層服務沒有多少要求，它
假定下層只能提供不可靠的數據報服務，它可以在多種硬件構成的網絡上運行 。下面的
圖是TCP在層次式結構中的位置，它的下層是IP協議，TCP可以根據IP協議提供的服務傳
送大小不定的數據，IP協議負責對數據進行分段，重組，在多種網絡中傳送 。
TCP的上面就是應用程序，下面是IP協議，上層接口包括一系列類似于操作系統中斷的調
用 。對于上層應用程序來說，TCP應該能夠異步傳送數據 。下層接口我們假定為IP協議接
口 。為了在并不可靠的網絡上實現面向連接的可靠的傳送數據，TCP必須解決可靠性，流
量控制的問題，必須能夠為上層應用程序提供多個接口，同時為多個應用程序提供數據
，同時TCP必須解決連接問題，這樣TCP才能稱得上是面向連接的，最后，TCP也必須能夠
解決通信安全性的問題 。
網絡環境包括由網關（或其它設備）連接的網絡，網絡可以是局域網也可以是一些城域
網或廣域網，但無論它們是什么，它們必須是基于包交換的 。主機上不同的協議有不同
的端口號，一對進程通過這個端口號進行通信 。這個通信不包括計算機內的I/O操作，只
包括在網絡上進行的操作 。網絡上的計算機被看作包傳送的源和目的結點 。非凡應該注
意的是：計算機中的不同進程可能同時進行通信，這時它們會用端口號進行區別，不會
把發向A進程的數據由B進程接收的 。
進程為了傳送數據會調用TCP，將數據和相應的參數傳送給TCP，于是TCP會將數據傳送到
目的TCP那里，當然這是通過將TCP包打包在IP包內在網絡上傳送達到的 。接收方TCP在接
收到數據后會通信上層應用程序，TCP會保證接收數據順序的正確性 。雖然下層協議可能
不會保證順序是正確的 。這里需要說明的是網關在接收到這個包后，會將包解開，看看
是不是已經到目的地了，假如沒有到，應該走什么路由達到目的地，在決定后，網關會
根據下一個網絡內的協議情況再次將TCP包打包傳送，假如需要，還要把這個包再次分成
幾段再傳送 。這個落地檢查的過程是一個耗時的過程 。從上面，我們可以看出TCP傳送的
基本過程，當然具體過程可能要復雜得多 。
在實現TCP的主機上，TCP可以被看成是一個模塊，和文件系統區別不大，TCP也可以調用
一些操作系統的功能，TCP不直接和網絡打交道，控制網絡的任務由專門的設備驅動模塊
完成 。TCP只是調用IP接口，IP向TCP提供所有TCP需要的服務 。通過下圖我們可以更清楚
地看到TCP協議的結構 。
上面已經說過了，TCP連接是可靠的，而且保證了傳送數據包的順序，保證順序是用一個
序號來保證的 。響應包內也包括一個序列號，表示接收方預備好這個序號的包 。在TCP傳
送一個數據包時，它同時把這個數據包放入重發隊列中，同時啟動記數器，假如收到了
關于這個包的確認信息，將此包從隊列中刪除，假如計時超時則需要重新發送此包 。請
注重，從TCP返回的確認信息并不保證最終接收者接收到數據，這個責任由接收方負責 。

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