序列號 (Sequence Number, SEQ) 是 TCP 表頭的欄位之一，
欄位大小為 32 bits，因此其 數值範圍 為 0 ~ 2³² – 1，
是 TCP 設計的根本概念，幾乎所有功能都依賴此欄位完成。
 

可靠性 (Reliability)

TCP 流量控制 (Flow Control) 中提過，
TCP 每次 發送 與 接收 單位為: TCP 區段 (TCP Segment)，
每個區段的大小不盡相同，有可能 數百~數萬 個位元組。

 
就像 最大區段長度 (Maximum Segment Size, MSS)，
指的是 所能接收 『資料』的最大長度，而非區段!
 
TCP 會為每條連線發送的 資料位元組 (octet of data) 分配 序列號，
而 序列號 (Sequence Number, SEQ) 欄位，
放的是該區段 資料位元組 的 第一個序列號 (除非無攜帶資料)!
(真心覺得這些命名很瞎 🙄)
 

 
TCP/IP 的網路層 — — IP 協定，不保證資料會照發送順序抵達 接收端，
接收端 可利用表頭中的 序列號 (Sequence Number, SEQ) 欄位 進行排序、消除重複 (eliminate duplicates)，
以保證資料接收的正確順序，並以 位元組串流 (byte-stream) 的方式，傳遞給應用層。
 
TCP 使用 確認號 (Acknowledgment Number) 欄位，
指出下一個期望接收的 序列號 (Sequence Number, SEQ)。
(表示 編號小於此值的位元組，皆已正確接收)
 
again:

序列號 (Sequence Number, SEQ)，並不是 區段的 id 或 編號 !
它不代表一個唯一的 區段，
且不同於資料庫的主鍵，其值有可能重複。

無攜帶資料

有些區段並不會攜帶資料，自然不存在 資料位元組。
如:

• 建立、結束連線
• 無攜帶資料之 確認區段
• …

 
儘管其值無效，該 區段 仍需使用一個 序列號 (Sequence Number, SEQ)。
 
 

初始序列號 (Initial Sequence Number, ISN)

為了避免與先前連線的區段混淆，
當次連線建立時，序列號 並非從 0 開始，
兩端會使用 ISN 產生器，產生各自的 初始序列號 (Initial Sequence Number, ISN)，
通常兩者並不相等，且如本篇開頭所述，數值範圍 為 0 ~ 2³² – 1。
 
連線建立時，透過 控制位元 (Control Bits) 中的 SYN，
讓兩端的 TCP 必須進行 ISN 的交換 (同步)，

 

SYN 全名 同步序列號 (Synchronize sequence numbers)，
使用 SYN，代表目前區段的 序列號 為 初始序列號，
而非 資料位元組 的第一個序列號。

 

 
這就是 TCP 連線的建立方式，
且 2 和 3，可以組合為單一訊息，
即大名鼎鼎的 — — TCP 三向交握 (Three Way Handshake)。
 
Ex:

而 第三個區段 (Client — — > Server)，
其 SEQ 為 第一個區段的值 + 1 (ISN + 1)。
 
 

相對序列號 (Relative Sequence Number)

如果你有用 Wireshark 之類的封包分析軟體，
可能會以為我爪你: 「ISN 就是 0 啊，根本不是亂數 🙄」。

 
那不是真的 SEQ，而是相對 SEQ!
真正的值可能很大很難看，
為了方便觀察，大部分工具都會提供相對 SEQ。
(將 ISN 做為基底值)
 
要取消可以按右鍵設定:

 
接著，就可以看到很鏘的數:

 
 

無攜帶資料之 確認區段

大部分 TCP 實作，對 無攜帶資料 之 確認 (ACK) 區段，
視為 序列號無效，並且 不消耗任何序列號。
 
也就是:

序列號 (SEQ) 將重複使用，直到區段攜帶資料。

範例

承上述範例，第三個區段 (Client — — > Server) 的 SEQ 為 101 (此時連線建立完成)，
第四個區段，送出 攜帶資料的 區段 (Client — — > Server)，
SEQ 將同樣為 101，而非 102 (101 + 1)。
(因為第三個區段 是 無攜帶資料之 確認區段，序列號將重複使用)

 
別忘記了，區段長度 (Segment Len) 是個腦殘的命名，
指的是 資料長度，而非區段。
 
Segment Len: 999 代表「含序列號 101 的資料，共有 999 個資料位元組」，
(101、102、103、…、…、1098、1099)

 
假設成功送達 Server，且區段沒有毀損，
第五個區段 確認號 (Acknowledgment Number) 將設為 1100，
(表示編號小於 1100 的位元組，皆已正確接收)
 
第六 與 第七個區段 (Client < — — Server)，Server 送出攜帶 1440 (位元組) 資料的 區段，
由於尚未收到 Client 回覆，「期望收到的 序列號」 = 確認號 (ACK Number)，與第五個區段 一樣為 1100。

 
第八個區段 (Client — — > Server)，
一樣是 無攜帶資料之 確認區段 區段。
 
因此，如果有 第九個區段 (Client < — — Server) (懶得畫了😂)，
Server 之 確認號 (ACK Number) 將一樣為 1100。
 
第十個區段 (Client — — > Server)，
Client 之 序列號，也將維持 1100 不變，直到其攜帶資料。
 

無攜帶資料之 確認區段，
其 序列號 (SEQ) 將 重複使用，直到區段攜帶資料 或 拆除連線。