TCP的几个知识点

Posted 2022-11-01 amiezhang

1. 三次握手、四次挥手

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2. ARQ 协议

　　ARQ 就是超时重传机制，分为 2 种：停止等待ARQ 和 连续ARQ

停止等待ARQ：

　　只要 A 向 B 发送一段报文，都要停止发送并启动一个定时器，等待对端回应，在定时器时间内接收到对端应答就取消定时器并发送下一段报文。

　　一般定时器设定的时间都会大于一个 RTT 的平均时间。

连续ARQ:

　　如果采用停止等待ARQ，那就是在太低效了。每次发请求，都需要等待上一次的响应。

　　在连续 ARQ 中，发送端拥有一个发送窗口，可以在没有收到应答的情况下持续发送窗口内的数据，这样相比停止等待 ARQ 协议来说减少了等待时间，提高了效率。

　　通过累计确认，可以在收到多个报文以后统一回复一个应答报文，标志位可以用来告诉发送端这个序号之前的数据已经全部接收到了。

　　累计确认也有一个弊端。在连续接收报文时，可能会遇到接收到序号 1 的报文后，并未接收到序号 2 的报文，然而序号 3 以后的报文已经接收。遇到这种情况时，ACK 只能回复 2，这样就会造成发送端重复发送数据的情况。

3. 滑动窗口

　　这个窗口就是上面连续ARQ提到的窗口，这个窗口不仅有发送窗口，还有接收窗口。

　　发送端窗口是由接收窗口剩余大小决定的。接收方会把当前接收窗口的剩余大小写入应答报文，发送端收到应答后根据该值和当前网络拥塞情况设置发送窗口的大小，所以发送窗口的大小是不断变化的。

Zero 窗口

在发送报文的过程中，可能会遇到对端出现零窗口的情况。在该情况下，发送端会停止发送数据，并启动 persistent timer 。该定时器会定时发送请求给对端，让对端告知窗口大小。在重试次数超过一定次数后，可能会中断 TCP 链接。

滑动窗口有拥塞处理的四个算法，分别为：慢开始，拥塞避免，快速重传，快速恢复。

慢开始算法

慢开始算法，顾名思义，就是在传输开始时将发送窗口慢慢指数级扩大，从而避免一开始就传输大量数据导致网络拥塞。

1. 连接初始设置拥塞窗口（Congestion Window） 为 1 MSS（一个分段的最大数据量）
2. 每过一个 RTT 就将窗口大小乘二
3. 指数级增长肯定不能没有限制的，所以有一个阈值限制，当窗口大小大于阈值时就会启动拥塞避免算法。

拥塞避免算法

拥塞避免算法相比简单点，每过一个 RTT 窗口大小只加一，这样能够避免指数级增长导致网络拥塞，慢慢将大小调整到最佳值。

在传输过程中可能定时器超时的情况，这时候 TCP 会认为网络拥塞了，会马上进行以下步骤：

• 将阈值设为当前拥塞窗口的一半
• 将拥塞窗口设为 1 MSS
• 启动拥塞避免算法

快速重传

快速重传一般和快恢复一起出现。一旦接收端收到的报文出现失序的情况，接收端只会回复最后一个顺序正确的报文序号。如果发送端收到三个重复的 ACK，无需等待定时器超时而是直接启动快速重传算法。