TCP/IP协议栈的基本工作原理
TCP/IP是互联网的核心协议，也是大多数网络应用的核心协议。就前面一段时间面试中问到的TCP/IP问题，这里给出一个简单的小结。
TCP由RFC793、RFC1122、RFC1323、RFC2001、RFC2018以及RFC2581定义。
(1) TCP概述
a. TCP提供的是面向连接的全双工服务。
TCP所有的数据会匹配到由源地址，目的地址，源端口，目的端口构成的一个TCP连接之上。TCP连接是一种需要建立的资源，可以通过之后会讲到的握手机制来完成。UDP是一种基于尽力而为机制的协议，不存在UDP连接资源的建立，资源的处理往往由应用层协议代劳了。
b. TCP是提供的可靠服务。
TCP有确认机制来保证数据包的可靠到达，
TCP有CRC校验机制来保证数据包的无差错性，UDP的CRC是可选的，
TCP会重新排序乱序的数据包和丢弃重复的数据，
TCP能够提供流量控制机制，使用滑动窗口算法，
TCP能提供拥塞控制与恢复机制，存在多种TCP拥塞控制模型，
TCP能协商发送的数据报文长度。
TCP报头。
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Acknowledgment Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data | |U|A|P|R|S|F| |
| Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
TCP Header Format
对于TCP头的标记位，SYN标记只在三次握手(或四次握手)的时候的被置位，ACK标记会在
握手之后所有的TCP报文中被置位。当然也有一些特殊情况，比如有些情况下RST报文不会置位ACK。
这些规则也许在配置复杂的ACL中有用。
(2) TCP协议栈的状态机(摘自RFC793)
a. TCP连接的建立。TCP连接的建立有主动打开，被动打开以及同时打开三种情况。
三次握手比较清楚，要强调的是ISN，就是初始序列号的选择问题，序列号是32位的，针对不同的OS，初始序列号的选择往往也是有规律的。
TCP传输的最大报文长度也是在三次握手中协商的。具体说是在也仅在SYN报文中协商的。MSS = MTU - ip_header_len - tcp_header_len。MSS这里也是为了防止分片，提高网络带宽利用率。
TCP三次握手中，最后一个报文ACK，不需要再有额外的确认机制，如果这个ACK在网络中丢弃了，TCP协议栈也有其他的机制来处理。
除了三次握手，还有一种很特殊的应用情况，就是TCP两端同时打开的情况(发送syn)，这种情况没有描述在上面的状态机中。
举例子来说，A通过源端口7777发起到B的目的端口8888的连接的同时，B也通过源端口8888发起对A的目的端口7777的TCP连接。
b. TCP连接的关闭
TCP连接的关闭也有主动关闭，被动关闭和同时关闭三种情况，这三种情况在上面的TCP状态机中都有描述。
TCP连接的关闭需要报文四次交互，因为TCP是一个全双工的服务，所以每个方向的连接都关闭后，TCP的连接才是完整的拆除。
状态机中，主动关闭和同时关闭最后都会进入到一个TIME_WAITE状态。针对TCP主动关闭的最后一个报文应该是ACK，确认对端的FIN报文。这个状态的概念是该TCP连接的资源并没有完全释放，因为还要确保最后一个ACK报文能够无误的到达对端，确认对端的FIN，否则就仍然要重传ACK。
这个等待的过程(或者资源没有完全释放的过程)需要等待2MSL时间(考虑报文一次往返)。MSL是最大报文生存时间，RFC793中为2分钟，根据不同的TCP实现，一般是30s或者1分钟。
所以在TIME_WAITE状态内，该TCP连接所使用的端口和连接资源，不能被继续使用。但是很多TCP实现并没有这个限制，只要新的TCP连接所使用的ISN大于TIME_WAITE状态TCP 连接所使用的最后序号即可。实现中往往使用