第17章 TCP：传输控制协议

17.2 TCP的服务

尽管T C P和U D P都使用相同的网络层（I P），T C P却向应用层提供与U D P完全不同的服务。T C P提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。

面向连接意味着两个使用 T C P的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个 T C P连接。这一过程与打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。在第 1 8章我们将看到一个 T C P连接是如何建立的，以及当一方通信结束后如何断开连接。

在一个T C P连接中，仅有两方进行彼此通信。在第 1 2章介绍的广播和多播不能用于 T C P。T C P通过下列方式来提供可靠性：

• 应用数据被分割成T C P认为最适合发送的数据块。这和 U D P完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。由 T C P传递给I P的信息单位称为报文段或段（ s e g m e n t）（参见图1 - 7）。在1 8 . 4节我们将看到T C P如何确定报文段的长度。

• 当T C P发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。在第 2 1章我们将了解T C P协议中自适应的超时及重传策略。

• 当T C P收到发自T C P连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒，这将在 1 9 . 3节讨论。

• T C P将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错， T C P将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。

• 既然T C P报文段作为I P数据报来传输，而 I P数据报的到达可能会失序，因此 T C P报文段的到达也可能会失序。如果必要， T C P将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。

• 既然I P数据报会发生重复，T C P的接收端必须丢弃重复的数据。

• T C P还能提供流量控制。 T C P连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。 T C P的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

两个应用程序通过T C P连接交换8 bit字节构成的字节流。T C P不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务（ byte stream service）。如果一方的应用程序先传 1 0字节，又传2 0字节，再传5 0字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。收方可以分 4次接收这8 0个字节，每次接收 2 0字节。一端将字节流放到 T C P连接上，同样的字节流将出现在T C P连接的另一端。

另外，T C P对字节流的内容不作任何解释。 T C P不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是A S C I I字符、E B C D I C字符或者其他类型数据。对字节流的解释由 T C P连接双方的应用层解释。

这种对字节流的处理方式与U n i x操作系统对文件的处理方式很相似。 U n i x的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释，而是交给应用程序处理。对U n i x的内核来说，它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。