TCP可靠传输

TCP可靠传输

TCP在不可靠的 IP层之上建立一种可靠数据传输服务。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目的。其中，TCP的检验机制与UDP一样，这里不再赘述。

序号

TCP首部的序号字段用来保证数据能有序提交给应用层，TCP把数据视为一个无结构但有序的字节流，序号建立在传送的字节流之上，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发送的数据的第一个字节的序号

确认

TCP首部的确认号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。TCP 默认使用累积确认，即 TCP 只确认数据流中至第一个丢失字节为止的字节。

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还未收到确认时，就要重传这一报文段。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延的方差也很大。为了计算超时计时器的重传时间，TCP采用一种自适应算法，它记录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(Round-Trip Time,RTT)。TCP维护了RTT的一个加权平均往返时间RTTS,它会随新测量RTT 样本值的变化而变化。显然，超时计时器设置的超时重传时间(Retransmission Time-Out,RTO)应略大于RTTS,但也不能大太多，否则当报文段丢失时，TCP不能很快重传，导致数据传输时延大。
2. 冗余ACK
   • 超时触发重传存在的一个问题是超时周期往往太长。。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。TCP规定每当比期望序号大的失序报文段到达时，就发送一个冗余ACK,指明下一个期待字节的序号。TCP规定当发送方收到对同一个报文段的3个冗余 ACK 时，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。此时就需要对这个报文段进行重传，这种技术通常称为快速重传