作者:阮一峰
日期:2017年6月 8日
TCP 是互联网核心协议之一,本文介绍它的基础知识。
一、TCP 协议的作用
互联网由一整套协议构成。TCP 只是其中的一层,有着自己的分工。
(图片说明:TCP 是以太网协议和 IP 协议的上层协议,也是应用层协议的下层协议。)
最底层的以太网协议(Ethernet)规定了电子信号如何组成数据包(packet),解决了子网内部的点对点通信。
(图片说明:以太网协议解决了局域网的点对点通信。)
但是,以太网协议不能解决多个局域网如何互通,这由 IP 协议解决。
(图片说明:IP 协议可以连接多个局域网。)
IP 协议定义了一套自己的地址规则,称为 IP 地址。它实现了路由功能,允许某个局域网的 A 主机,向另一个局域网的 B 主机发送消息。
(图片说明:路由器就是基于 IP 协议。局域网之间要靠路由器连接。)
路由的原理很简单。市场上所有的路由器,背后都有很多网口,要接入多根网线。路由器内部有一张路由表,规定了 A 段IP 地址走出口一,B 段地址走出口二,......通过这套"指路牌",实现了数据包的转发。
(图片说明:本机的路由表注明了不同 IP 目的地的数据包,要发送到哪一个网口(interface)。)
IP 协议只是一个地址协议,并不保证数据包的完整。如果路由器丢包(比如缓存满了,新进来的数据包就会丢失),就需要发现丢了哪一个包,以及如何重新发送这个包。这就要依靠 TCP 协议。
简单说,TCP 协议的作用是,保证数据通信的完整性和可靠性,防止丢包。
二、TCP 数据包的大小
以太网数据包(packet)的大小是固定的,最初是1518字节,后来增加到1522字节。其中, 1500 字节是负载(payload),22字节是头信息(head)。
IP 数据包在以太网数据包的负载里面,它也有自己的头信息,最少需要20字节,所以 IP 数据包的负载最多为1480字节。
(图片说明:IP 数据包在以太网数据包里面,TCP 数据包在 IP 数据包里面。)
TCP 数据包在 IP 数据包的负载里面。它的头信息最少也需要20字节,因此 TCP 数据包的最大负载是 1480 - 20 = 1460 字节。由于 IP