TCP的可靠传输

TCP在不可靠的IP层上建立一种可靠的数据传输服务，TCP提供的可靠数据传输服务保证接收方从缓存区读出的字节流与发送方发出的字节流完全一样。

TCP使用了检验、序号、确认和重传等机制来达到这一个目的。

其中，TCP的检验机制和UCP一样。

TCP的确认机制、序号和确认号的含义

1，序号，TCP首部的序号字段用来保证数据能够有序地提交给应用层，TCP把数据视为一个无结构但是有序的字节流，序号建立在传送的字节流至上，而不建立在报文段之上。

TCP连接传送的数据流中的每个字节都编上一个序号，序号字段的值是指本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

假设A和B之间建立了一条TCP连接，A的发送缓存区中共有10B，序号从0开始标号，第一个报文段包含0-2个字节，则该TCP报文段的序号是0，第二个报文段的序号是3。

2，确认，TCP首部的确认好，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。

如果接收方B已经收到第一个报文段的数据，此时B希望收到的下一个报文段的数据是从第3个字节开始的，则B发送给A的报文段中的确认号字段应该为3。发送方缓存区会继续存储那些已经发送但是没有收到确认的报文段，以便在需要的时候进行重传。

3，重传，有两种事件会导致TCP对报文段进行重传：超时，和冗余ACK。

（1）超时，TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一个超时计时器，计时器设置的重传时间到期但是还没有收到曲儿呢的时候， 就要重传这一个报文段。

因为TCP的下层是互联网环境，IP数据报所选择的路由变化很大，所以传输层的往返时间延迟的方差也很大。为了计算超时计时器的重传时间，TCP采用了一种自适应的算法，它记录了一个报文段发出的时间，以及收到相应确认的时间，这两个时间之差称为报文段的往返时间，Roung-trip time，RTT。TCP维护了RTT的一个加权平均往返时间RTTS，它会随着新测量的RTT样本的值的变化而变化。显然，超时计时器设置的超时重传时间，应该略大于RTTS，但是也不能大太多，否则当报文段丢失的时候，TCP不能很快的重传，导致数据传输的延迟很大。

（2）冗余ACK，冗余确认，超时触发重传存在的一个问题就是超时的周期往往太长了。

所幸运的是，发送方通常可以在超时时间发生之前通过注意所谓的冗余ACK来较好地检测丢包情况。冗余ACK就是再次确认某个报文段的ACK，而发送方先前已经收到过该报文段的确认。

例如，发送方A发送了序号为1，2，3，4，5，的TCP报文段，其中2号报文段在链路中丢失，他无法到达接收方B。因此，3，4，5号，报文段，对于B来说就成了失序报文段。TCP规定每当比期望序号大的失序报文段到达的时候，就发送一个冗余ACK，来指明下一个期待字节的序号。

在本例子中，3，4，5号报文段到达B，但是他们不是B所期望收到的下一个报文段，于是B就发送3个对1号报文段的冗余ACK，表示自己期望收到2号报文段。TCP规定，当发送方手大哦对同一个报文段的三个冗余ACK的时候，就可以认为跟在这个被确认报文段之后的报文段已经丢失了。就前面的例子而言，当A收到对于1号报文段的3个冗余ACK的时候，他可以认为2号报文段已经丢失了，这时候发送方A可以对2号报文段进行重传，这种技术通常被称为快速重传。当然，冗余ACK还被用在拥塞控制中。