TCP协议疑难杂症全景解析1
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2014/10/31
TCP协议疑难杂症全景解析 - 笔不敌剑！ - 博客频道 - CSDN.NET
http://blog.csdn.net/dog250/article/details/6612496 1/16
1.网络协议设计
ISO提出了OSI分层网络模型，这种分层模型是理论上的，TCP/IP最终实现了一个分层
的协议模型，每一个层次对应一组网络协议完成一组特定的功能，该组网络协议被其下
的层次复用和解复用。这就是分层模型的本质，最终所有的逻辑被编码到线缆或者电磁
波。
分层模型是很好理解的，然而对于每一层的协议设计却不是那么容易。TCP/IP的漂
亮之处在于：协议越往上层越复杂。我们把网络定义为互相连接在一起的设备，网络的
本质作用还是“端到端”的通信，然而希望互相通信的设备并不一定要“直接”连接在一
起，因此必然需要一些中间的设备负责转发数据，因此就把连接这些中间设备的线缆上
跑的协议定义为链路层协议，实际上所谓链路其实就是始发与一个设备，通过一根线，
终止于另一个设备。我们把一条链路称为“一跳”。因此一个端到端的网络包含了“很多
跳”。
2.TCP和IP协议
终止于IP协议，我们已经可以完成一个端到端的通信，为何还需要TCP协议？这是一个
问题，理解了这个问题，我们就能理解TCP协议为何成了现在这个样子，为何如此“复
杂”，为何又如此简单。
正如其名字所展示的那样，TCP的作用是传输控制，也就是控制端到端的传输，那
为何这种控制不在IP协议中实现的。答案很简单，那就是这会增加IP协议的复杂性，而
IP协议需要的就是简单。这是什么原因造成的呢？
首先我们认识一下为何IP协议是沙漏的细腰部分。它的下层是繁多的链路层协议，
这些链路提供了相互截然不同且相差很远的语义，为了互联这些异构的网络，我们需要
一个网络层协议起码要提供一些适配的功能，另外它必然不能提供太多的“保证性服
务”，因为上层的保证性依赖下层的约束性更强的保证性，你永远无法在一个100M吞吐
量的链路之上实现的IP协议保证1000M的吞吐量...
IP协议设计为分组转发协议，每一跳都要经过一个中间节点，路由的设计是TCP/IP
网络的另一大创举，这样，IP协议就无需方向性，路由信息和协议本身不再强关联，它
们仅仅通过IP地址来关联，因此，IP协议更加简单。路由器作为中间节点也不能太复
杂，这涉及到成本问题，因此路由器只负责选路以及转发数据包。
因此传输控制协议必然需要在端点实现。在我们详谈TCP协议之前，首先要看一下
它不能做什么，由于IP协议不提供保证，TCP也不能提供依赖于IP下层链路的这种保
证，比如带宽，比如时延，这些都是链路层决定的，既然IP协议无法修补，TCP也不
能，然而它却能修正始于IP层的一些“不可保证性质”，这些性质包括IP层的不可靠，IP
层的不按顺序，IP层的无方向/无连接。
将该小节总结一下，TCP/IP模型从下往上，功能增加，需要实现的设备减少，然而
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