TCP 协议灵魂问题，巩固你的网路底层基础( 三 ) ：TCP协议灵魂问题

增加SYN连接，也就是增加半连接队列的容量。减少SYN+ACK重试次数，避免大量的超时重发。利用SYNCookie技术，在服务端接收到SYN后不立即分配连接资源，而是根据这个SYN计算出一个Cookie ，连同第二次握手回复给客户端，在客户端回复ACK的时候带上这个Cookie值，服务端验证Cookie合法之后才分配连接资源。005:介绍一下TCP报文头部的字段
报文头部结构如下(单位为字节):

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请大家牢记这张图！
源端口、目标端口
如何标识唯一标识一个连接？答案是TCP连接的四元组——源IP、源端口、目标IP和目标端口。
那TCP报文怎么没有源IP和目标IP呢？这是因为在IP层就已经处理了IP 。 TCP只需要记录两者的端口即可。
序列号
即Sequencenumber,指的是本报文段第一个字节的序列号。
从图中可以看出，序列号是一个长为4个字节，也就是32位的无符号整数，表示范围为0~2^32-1 。如果到达最大值了后就循环到0 。
序列号在TCP通信的过程中有两个作用:
在SYN报文中交换彼此的初始序列号。保证数据包按正确的顺序组装。ISN
即InitialSequenceNumber（初始序列号）,在三次握手的过程当中，双方会用过SYN报文来交换彼此的ISN 。
ISN并不是一个固定的值，而是每4ms加一，溢出则回到0 ，这个算法使得猜测ISN变得很困难。那为什么要这么做？
如果ISN被攻击者预测到，要知道源IP和源端口号都是很容易伪造的，当攻击者猜测ISN之后，直接伪造一个RST后，就可以强制连接关闭的，这是非常危险的。
而动态增长的ISN大大提高了猜测ISN的难度。
确认号
即ACK(Acknowledgmentnumber) 。用来告知对方下一个期望接收的序列号，小于ACK的所有字节已经全部收到。
标记位
常见的标记位有SYN,ACK,FIN,RST,PSH 。
SYN和ACK已经在上文说过，后三个解释如下:FIN：即Finish ，表示发送方准备断开连接。
RST：即Reset ，用来强制断开连接。
PSH：即Push,告知对方这些数据包收到后应该马上交给上层的应用，不能缓存。
窗口大小
占用两个字节，也就是16位，但实际上是不够用的。因此TCP引入了窗口缩放的选项，作为窗口缩放的比例因子，这个比例因子的范围在0~14 ，比例因子可以将窗口的值扩大为原来的2^n次方。
校验和
占用两个字节，防止传输过程中数据包有损坏，如果遇到校验和有差错的报文， TCP直接丢弃之，等待重传。
可选项
可选项的格式如下:

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常用的可选项有以下几个:
TimeStamp:TCP时间戳，后面详细介绍。 MSS:指的是TCP允许的从对方接收的最大报文段。 SACK:选择确认选项。 WindowScale：窗口缩放选项。006:说说TCP快速打开的原理(TFO)
第一节讲了TCP三次握手，可能有人会说，每次都三次握手好麻烦呀！能不能优化一点？
可以啊。今天来说说这个优化后的TCP握手流程，也就是TCP快速打开(TCPFastOpen,即TFO)的原理。
优化的过程是这样的，还记得我们说SYNFlood攻击时提到的SYNCookie吗？这个Cookie可不是浏览器的Cookie,用它同样可以实现TFO 。
TFO流程
首轮三次握手
首先客户端发送SYN给服务端，服务端接收到。
注意哦！现在服务端不是立刻回复SYN+ACK ，而是通过计算得到一个SYNCookie,将这个Cookie放到TCP报文的FastOpen选项中，然后才给客户端返回。
客户端拿到这个Cookie的值缓存下来。后面正常完成三次握手。
首轮三次握手就是这样的流程。而后面的三次握手就不一样啦！
后面的三次握手
在后面的三次握手中，客户端会将之前缓存的Cookie、SYN和HTTP请求(是的，你没看错)发送给服务端，服务端验证了Cookie的合法性，如果不合法直接丢弃；如果是合法的，那么就正常返回SYN+ACK 。
重点来了，现在服务端能向客户端发HTTP响应了！这是最显著的改变，三次握手还没建立，仅仅验证了Cookie的合法性，就可以返回HTTP响应了。
当然，客户端的ACK还得正常传过来，不然怎么叫三次握手嘛。
流程如下:

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注意:客户端最后握手的ACK不一定要等到服务端的HTTP响应到达才发送，两个过程没有任何关系。
TFO的优势
TFO的优势并不在与首轮三次握手，而在于后面的握手，在拿到客户端的Cookie并验证通过以后，可以直接返回HTTP响应，充分利用了1个RTT(Round-TripTime ，往返时延)的时间提前进行数据传输，积累起来还是一个比较大的优势。