TCP传输中标记位含义

在 TCP（传输控制协议）中，标记位（Flags） 是 TCP 头部中的一个重要字段，用于控制连接的建立、数据传输和连接的关闭。TCP 头部中的标记位字段占用 6 位（在现代实现中通常还有额外的位用于扩展，但标准的是 6 个主要标记位）。这些标记位通过置 1 或 0 来表示不同的控制信息。

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TCP 标记位详解

1. SYN（Synchronize Sequence Numbers）

   • 含义：同步序列号，用于建立连接。
   • 作用：在 TCP 三次握手中，发起方发送 SYN 标记位为 1 的报文，表示请求建立连接并初始化序列号。
   • 使用场景：三次握手的第 1 步（客户端发送 SYN）和第 2 步（服务器回复 SYN+ACK）。

2. ACK（Acknowledgment）

   • 含义：确认，用于确认收到数据或控制报文。
   • 作用：ACK 标记位为 1 时，头部中的“确认号”（Acknowledgment Number）字段有效，表示确认收到前序数据或报文。
   • 使用场景：三次握手的第 2 步（SYN+ACK）和第 3 步（ACK），以及四次挥手中的确认报文。

3. FIN（Finish）

   • 含义：结束，表示发送方已无数据要发送，请求关闭连接。
   • 作用：在 TCP 四次挥手中，发送 FIN 标记位为 1 的报文，表示一方完成了数据发送。
   • 使用场景：四次挥手的第 1 步和第 3 步（主动关闭方和被动关闭方分别发送 FIN）。

4. RST（Reset）

   • 含义：重置，用于异常终止连接。
   • 作用：当出现错误（如端口未监听、连接不可达）或需要强制中断连接时，发送 RST 标记位为 1 的报文。
   • 使用场景：连接异常（如客户端连接未开放的端口）或拒绝连接时。

5. PSH（Push）

   • 含义：推送，要求接收方尽快将数据交给应用层。
   • 作用：标记位为 1 时，指示接收端不要缓存数据，而是立即将数据推送给上层应用。
   • 使用场景：实时应用（如 Telnet）中，确保数据及时交付。

6. URG（Urgent）

   • 含义：紧急，表示报文中包含紧急数据。
   • 作用：标记位为 1 时，头部中的“紧急指针”（Urgent Pointer）字段有效，指示紧急数据的结束位置，接收方需优先处理这些数据。
   • 使用场景：很少使用，常见于需要中断或优先处理的情况（如 SSH 的 Ctrl+C）。

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TCP 头部结构中的标记位

TCP 头部的标记位位于第 13 个字节（偏移量 12），占 8 位，其中 6 位用于上述标准标记位，另外 2 位在早期是保留位，后来被扩展使用（例如 NS、CWR、ECE 用于拥塞控制，但不在基础标记位讨论范围内）。标记位的布局如下：

 0   1   2   3   4   5   6   7
+---+---+---+---+---+---+---+---+
|URG|ACK|PSH|RST|SYN|FIN|...|...|
+---+---+---+---+---+---+---+---+

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标记位在典型场景中的使用

1. 三次握手：

   • 客户端 → 服务器：SYN = 1
   • 服务器 → 客户端：SYN = 1, ACK = 1
   • 客户端 → 服务器：ACK = 1

2. 四次挥手：

   • 主动关闭方 → 被动方：FIN = 1
   • 被动方 → 主动方：ACK = 1
   • 被动方 → 主动方：FIN = 1
   • 主动方 → 被动方：ACK = 1

3. 异常中断：

   • 一方发送：RST = 1

4. 数据传输：

   • 通常设置 ACK = 1，若需立即推送数据，则附加 PSH = 1。

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总结

TCP 的标记位是实现其可靠性和连接管理的基础。以下是主要标记位的简要概括：

• SYN：建立连接
• ACK：确认接收
• FIN：关闭连接
• RST：重置连接
• PSH：推送数据
• URG：紧急数据