TCP(傳輸控制協(xié)議)

什么是TCP?

回答TCP的特點+功能

特點

• 面向連接
• 可靠傳輸
  1. 無差錯
  2. 無重復(fù)
  3. 按序到達
• 面向字節(jié)流
• 流量控制
• 擁塞控制

TCP特點

面向連接

• 數(shù)據(jù)傳輸開始之前,需要建立連接,三次握手
• 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后,需要釋放連接,四次揮手

TCP的三次握手為什么不是兩次呢？

• 首先有這樣一種場景發(fā)送SYN請求的同步報文虑凛，如果說在網(wǎng)絡(luò)路由傳輸過程中發(fā)生了超時碑宴，假設(shè)沒有三次握手只有兩次握手。當我們發(fā)送的一個SYN同步報文發(fā)生了丟失或者說超時的情況下卧檐，那么SYN報文在網(wǎng)絡(luò)路由當中或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當中逗留了墓懂，那么發(fā)生超時之后，我們的客戶端會啟用超時重傳策略霉囚，重新發(fā)送一個SYN同步報文，那么服務(wù)端收到同步報文之后匕积，會回復(fù)給客戶端一個SYN同步報文和ACK同步確認報文盈罐，如果說只有兩次握手的時候，那么此時我們的TCP連接就已經(jīng)建立了闪唆，假設(shè)剛才超時的SYN同步報文此時在服務(wù)端給客戶端發(fā)送的ACK確認報文之后呢又收到了我們超時發(fā)送的SYN同步確認報文盅粪，那么對服務(wù)端來說可能就認為客戶端又要建立一次TCP連接，對服務(wù)端來說悄蕾，客戶端發(fā)送了兩次TCP連接票顾，但是實際上是客戶端發(fā)送的同步報文發(fā)生了超時，然后通過超時重傳的策略又發(fā)送了一遍SYN同步報文帆调，實際上客戶端想要建立的只有一次TCP連接奠骄，那么我們通過三次握手就能解決這樣的問題，比方說當我們客戶端發(fā)送的SYN同步報文番刊，收到服務(wù)端響應(yīng)的ACK確認報文之后含鳞，我們客戶端會回傳給服務(wù)端一個ACK確認報文，此時如果說我們客戶端之前發(fā)送的SYN確認報文芹务，也就是超時的那個報文又到了服務(wù)端蝉绷，那么達到之后服務(wù)端仍然會發(fā)送確認報文，那么經(jīng)過一段時間之后枣抱，發(fā)現(xiàn)客戶端并沒有給我們服務(wù)端傳送ACK確認報文熔吗，那么服務(wù)端可以認為客戶端發(fā)送的SYN同步報文實際上是一個超時報文，客戶端并沒有真正的想建立這個鏈接佳晶，所以說我們需要三次握手桅狠，或者說三次握手就是解決這種同步請求連接建立的報文超時的這種場景來規(guī)避這種連接建立產(chǎn)生的異常。所以是三次不是兩次。

TCP的為什么是四次揮手垂攘？

客戶端主動發(fā)起一個連接釋放维雇，那么由客戶端發(fā)送一個終止服務(wù)報文FIN到服務(wù)端，服務(wù)端回復(fù)給客戶端一個ACK確認報文晒他，此時由客戶端向服務(wù)端方向的連接就關(guān)閉了吱型，我們稱其為半關(guān)閉狀態(tài)，那么在之后服務(wù)端仍有數(shù)據(jù)向客戶端發(fā)送的話陨仅，那么是可以通過服務(wù)端向客戶端方向的連接進行數(shù)據(jù)的傳送津滞，但是客戶端是不能像服務(wù)端進行數(shù)據(jù)的傳送的，之后在一定時機內(nèi)服務(wù)端會像服務(wù)端發(fā)送一個終止確認的一個報文來斷開連接灼伤，然后客戶端發(fā)給一個服務(wù)端一個ACK確認報文触徐，這里面之所以有兩個方向方面的斷開通道，實際上是因為客戶端與服務(wù)端建立的通道是全雙工的狐赡，全雙工指的是一條通道或者是兩個端點同時可以進行發(fā)送和接收撞鹉，也就是因為全雙工的概念，才需要雙方面的連接釋放颖侄，也就是四次揮手鸟雏。

可靠傳輸

TCP是怎樣保證可靠傳輸?shù)模?/h5>

• 不重復(fù)
• 按序到達
• 無差錯
• 不丟失

面向字節(jié)流

流量控制

TCP什么是滑動窗口協(xié)議？

• 我們通過應(yīng)用程序提交給TCP發(fā)送緩存當中的數(shù)據(jù)都是有字節(jié)編號的览祖，我們按照字節(jié)編號進行排序孝鹊，從左到右是一個序號增大的方向，其中已經(jīng)發(fā)送的是一段空間展蒂，占發(fā)送緩存的一部分空間又活，其中左端是最后被確認的字節(jié)只占已發(fā)送的一部分，也就是說我們每次發(fā)送的數(shù)據(jù)最終都需要有服務(wù)端的一個確認锰悼，來告知這些數(shù)據(jù)我們已經(jīng)收到了柳骄，也是可靠傳輸?shù)囊粋€保障，在已發(fā)送的右端是最后發(fā)送的字節(jié)松捉，發(fā)送緩存中除去已發(fā)送部分剩余的部分是是我將要繼續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)夹界，我們的發(fā)送窗口是比我們的發(fā)送緩存小的，他可能比我們的已發(fā)送數(shù)據(jù)小或者正好等于已發(fā)送數(shù)據(jù)隘世，我們把左側(cè)稱之為發(fā)送窗口的前沿可柿，右側(cè)稱之為發(fā)送窗口的右沿，我們的滑動窗口協(xié)議實際上我們發(fā)送窗口的大小取決于發(fā)送緩存的大小丙者，另一方面也是由于接收方的接收窗口的大小來控制复斥，比如說我們接收方現(xiàn)在接收數(shù)據(jù)的能力比較弱，我們發(fā)送方是wifi網(wǎng)絡(luò)械媒，而接收方是3G網(wǎng)絡(luò)目锭，他的接收速率特別慢评汰，當他處理不了的時候，我們發(fā)送方發(fā)送的太快痢虹，就會導(dǎo)致接收方的接收緩存會大量累計數(shù)據(jù)被去，接收緩存也是有固定大小的，如果說超出大小就會溢出奖唯，所以說接收方就需要動態(tài)的調(diào)整發(fā)送方發(fā)送窗口的來決定發(fā)送方的一個發(fā)送速率惨缆，發(fā)送窗口和接收窗口實際上是兩個字段標志位于TCP報文的首部當中，就可以通過相互TCP報文當中的關(guān)于窗口值的修改就可以達到動態(tài)調(diào)整發(fā)送方的發(fā)送窗口大小的丰捷，進而來調(diào)整發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送速率坯墨，這樣就體現(xiàn)了發(fā)送方的流量控制。

• 接收方也是有接受緩存的病往，從左到右是序號增大的 其中接受緩存中從左到右首先是按序到達的字節(jié)捣染，下一個期望收到的字節(jié) ，未按序到達的字節(jié)停巷。這時候我們要想向上層的應(yīng)用程序去提交響應(yīng)的數(shù)據(jù)只能提交按序到達的這一部分耍攘，而剩下的一部分必須得等前面部分都達到了保證有序了才能提交，這里面就體現(xiàn)了滑動窗口協(xié)議當中對于這種按序到達的這種可靠傳輸?shù)谋ＷC叠穆，對于接受窗口來說他是有一個接收窗口大小的少漆，它取決于接收窗口的緩存，接收窗口的大小可以通過TCP報文當中首部中的窗口值來反向制約發(fā)送方的發(fā)送窗口大小來控制發(fā)送速率硼被，我們的按序到達可以通過字節(jié)的序號來控制

請簡單描述TCP的慢啟動特點？

• 慢開始渗磅、擁塞避免
  • 開始時發(fā)送少量報文數(shù)據(jù),然后逐步指數(shù)增長,達到門限初始值16的時候會使用擁塞避免的策略,然后線性增長到擁塞窗口的最大值嚷硫，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，就需要使用乘法減小的策略恢復(fù)到只發(fā)送一個報文來減小發(fā)送報文的數(shù)量始鱼，減小網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)膲毫?同時減少門限值仔掸，使其達到當初擁塞窗口的一半，當報文數(shù)量達到新的門限值時医清，使用擁塞避免加法增大的策略
• 快重傳起暮，快恢復(fù)
  • 主要是形容網(wǎng)絡(luò)擁塞后使用乘法減小策略降到新的門限值 而不是降到慢開始的值開始發(fā)送，從而達到快重傳 快恢復(fù)会烙。