tcp 发送数据长度比预设缓存大_TCP结构衍生的相关重点问题

要掌握 TCP ，就要知道TCP首部的结构及相关重点问题：

TCP报文段=首部+数据

1. 顺序问题 (序号)
2. 丢包问题 (发送端频率太高，超过接收端的接收能力)
3. 连接维护
4. 流量控制 (窗口大小)
5. 拥塞控制 (注意与流量控制的区别)

1、端口号：用来标识同一台计算机的不同的应用进程。

[1]源端口：源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。

[2]目的端口：指明了接收方计算机上的应用程序接口。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

2、序号和确认号：是TCP可靠传输的关键部分。

序号：确保了TCP传输的顺序性，用来标识TCP发端向TCP收端发送的数据字节流。

确认号，即ACK，指明下一个期待收到的字节序号，表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。确认号只有当ACK=1时才有效，也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1

3、首部长度：用来表示报文首部的长度，单位是4byte。由于首部可能含有可选项，所以TCP报头的长度是不确定的。

4、保留：为将来定义新的用途保留，现在一般置0，无用处。

5、控制位：URG ACK PSH RST SYN FIN，共6个，每一个标志位表示一个控制功能。

[1] URG：紧急指针标志，为1时表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针。（urgent）

[2] ACK：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段。(acknowledgement)

[3] PSH：为1时表示当前报文需要进行push操作，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队。

[4] RST：重置连接标志，重置TCP连接。(reset)

[5] SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接，则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此，SYN置1就表示这是一个连接接受报文。

[6] FIN：finish标志，用于释放连接，当 FIN = 1时，表明发送方的数据已经发送完毕，并要求断开连接。

6、窗口：窗口值是

流量控制。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。

7、校验和：检验范围包括首部和数据两部分。TCP校验首部和数据的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的检验或有差错，TCP将丢弃这个分片，并不确认收到此报文段，最后就会超时重发

8、紧急指针：只有当 URG= 1 时紧急指针才有效。

9、选项和填充：最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS（Maximum Segment Size），每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志为1的那个段）中指明这个选项，它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍，所以要加填充位，即在这个字段中加入额外的零，以保证TCP头是32的整数倍。

10、数据部分： TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时，双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送，也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中，就会发送不带数据部分的报文。

二、丢包问题

丢包问题描述

1、TCP协议定义（Transimission Control Protocol）是以一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
2、TCP是基于不可靠的网路实现可靠传输，肯定会存在丢包问题。
3、如果在通信过程中，发现缺少数据或者丢包，那边么最大的可能性是程序发送过程或者接受过程中出现问题。

假如我有2台服务器a和b。

a服务器发送数据给B服务器频率过高时，b服务器来不及处理，造成数据丢包。（原因可能是程序逻辑问题，多线程同步问题，缓冲区溢出问题）

如果a服务器不控制一下自己的发送频率或者重发数据的话，b服务器收到数据肯定会少，就会造成丢失数据。这种现象，其实本质上来说不是丢包，也不是丢数据，只是因为程序处理有错误，导致有些数据没有成功地被socket发送出去。

丢包问题的解决

1. 丢包重传：tcp本身有丢包重传的功能，链路有少量丢包，tcp可以自动重传，但是如果tcp重传三次失败，tcp自动会发送
   断开链接，tcp会话会中断，必须再次三次握手建立会话。
2. 数据分片：发送端对数据进行分片，接受端要对数据进行重组，由TCP确定分片的大小
3. 到达确认：接收端接收到分片数据时，根据分片数据序号向发送端发送一个确认
4. 超时重发：发送方在发送分片时设置超时定时器，如果在定时器超时之后没有收到相应的确认，重发分片数据
5. 滑动窗口：窗口值是
   之间的整数，用来通知发送端，接受端能承受的最大缓存大小，以此发送端发送的数据就不会超了，从而实现
   流量控制。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。
6. 失序处理：作为IP数据报来传输的TCP分片到达时可能会失序，TCP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；
7. 重复处理：作为IP数据报来传输的TCP分片会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据
8. 校验和：TCP校验首部和数据的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的检验或有差错，TCP将丢弃这个分片，并不确认收到此报文段，最后就会超时重发

三、流量控制

窗口值是

流量控制。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的，防止出现发送端发送数据频率太大，出现丢包。

四、拥塞控制

定义

在某段时间内，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的，网络的性能就要变坏，这种情况就叫做拥塞。

拥塞控制的标志

1. 重传计时器超时
2. 接收到三个重复确认

拥塞控制与流量控制的区别？？ 拥塞控制是防止过多的数据注入到网络中，可以使网络中的路由器或链路不致过载，是一个全局性的过程。 流量控制是点对点通信量的控制，是一个端到端的问题，主要就是抑制发送端发送数据的速率，以便接收端来得及接收。

TCP的四种拥塞控制算法

1.慢开始

2.拥塞避免

3.快重传

4.快恢复