一文搞懂TCP连接中的序号seq和确认应答号ack！（新手向）

在TCP（传输控制协议）中，序号（Sequence Number，简称seq）和确认应答号（Acknowledgment Number，简称ack）是协议头部非常关键的字段，它们共同确保了TCP的可靠性和数据按顺序传输的特性。

含义：序号是指一个TCP报文段中第一个字节的数据序列标识。它表示在一个TCP连接中，该报文段所携带的数据的开始位置。序号是用来保证数据传输的顺序性和完整性的。

作用：在TCP连接建立时，双方各自随机选择一个初始序列号（ISN）。随后传输的每个报文段的序号将基于这个初始值递增，其增量为该报文段所携带的数据量（字节数）。通过这种方式，接收方可以根据序号重组乱序到达的数据片段，确保数据的正确顺序和完整性。如果接收到的报文段不连续，接收方可以通过TCP的重传机制请求发送方重新发送缺失的数据。

例如，如果一个报文段被赋予了序号100，并且它包含100字节的数据，那么这个报文段就代表了从序号100到199的数据。随后的报文段将继续这个序列。继续上面的例子，下一个报文段可能会开始于序号200，如果它包含50字节的数据，那么它就代表了从序号200到249的数据。

含义：确认应答号是接收方期望从发送方接收到的下一个报文段的序号。它实质上是接收方告诉发送方：“我已经成功接收到了哪个序号之前的所有数据，请从这个序号开始发送后续的数据。”

作用：确认应答号用于实现可靠性传输。当一个报文段被接收方正确接收时，接收方会发送一个ACK报文，其中包含的确认应答号是接收到的数据加上1（即接收方期望接收的下一个数据的序号）。通过检查这个确认应答号，发送方能够知道其发送的数据是否已被接收方正确接收，并据此决定是否需要重传某些数据段。

序号和确认应答号机制使得TCP能够：

在TCP协议中，建立连接（通过三次握手过程）和释放连接（通过四次挥手过程）的特殊报文段（SYN和FIN报文）规定了它们不能携带数据负载，但是要消耗一个序号。这样设计主要有以下几个目的：

序号的消耗提供了一种机制，确保连接建立和终止的过程可靠且按顺序执行。通过将SYN和FIN报文视为占用一个序号空间，TCP能够将这些控制报文纳入到整个序号系统中，保持序号的连续性和一致性。

通过要求SYN和FIN报文消耗一个序号，TCP使得这些控制报文能够被统一地处理，就像其他携带数据的报文段一样。这简化了TCP的实现，因为所有类型的报文段都遵循相同的序号和确认机制。

连接建立时，SYN报文的序号（ISN）为连接的双方同步序号空间提供了一个起点。消耗一个序号意味着接下来的数据传输将从这个初始序列号加一开始，这有助于避免序号的重复使用，并清晰地界定每个连接的序号空间。

连接释放时，FIN报文的序号确保了连接关闭前所有的数据都已被确认接收。消耗一个序号使得连接的正常关闭（即确认所有传输数据的接收）和新的数据传输（在新的连接中）清晰地分隔开来。

在网络中延迟的旧连接数据包（如果有的话）在新连接建立时不会被误认为是新数据，因为SYN报文在每个新连接中初始化一个新的序列号空间（这时旧连接中的数据包的序号是根据旧连接的SYN/ACK传承的，所以在新的连接建立时，整个连接的序列号空间就变了。所有的seq和ack都会与过去的旧连接不同）。这个机制有助于区分并隔离属于旧连接的数据包和新连接的数据包。