引言

TCP巨復(fù)雜！同時在八股計算機網(wǎng)絡(luò)中也經(jīng)常被問到，必須會！這篇文章將讓小白有個大體框架，知道怎么個事，面試中可以有話說，也能讓佬更加鞏固知識點。

TCP是一個可靠的傳輸協(xié)議，為了保證它的可靠性，出現(xiàn)七七八八的機制，它可能有數(shù)據(jù)的破壞、丟包、重復(fù)以及分片順序混亂等問題，TCP通過序列號、確認應(yīng)答、重發(fā)控制、連接管理以及窗口控制等機制來實現(xiàn)可靠性傳輸。

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重傳機制

簡要：針對數(shù)據(jù)包丟失進行重傳

在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中，難免有包丟失情況，這時就需要重傳，也就是重傳機制去管控。

TCP實現(xiàn)可靠傳輸?shù)姆绞街痪褪峭ㄟ^序列號和確認應(yīng)答保證。

常見的重傳機制有：超時重傳、快速重傳、SACK、D-SACK

超時重傳：數(shù)據(jù)包丟失或者確認信息丟失，超過一定時間后進行數(shù)據(jù)重傳。

快速重傳：在接收到三次相同的ACK值，就找到對應(yīng)位置進行重傳后面發(fā)送的報文，但是會導(dǎo)致發(fā)送已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)，做了無用功浪費資源。

SACK方法：選擇性確認，需要在TCP頭中加入SACK的東西，可以將已收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給發(fā)送方，就可以知道哪些數(shù)據(jù)沒傳，只重傳丟失的數(shù)據(jù)

DSACK：直接發(fā)送SACK信息來告訴發(fā)送方有哪些數(shù)據(jù)被重復(fù)接受了。

滑動窗口

簡：在接收窗口大小內(nèi)不斷發(fā)數(shù)據(jù)，避免發(fā)一個等確認信息才能再發(fā)

發(fā)送方每次等待一個確認消息才能繼續(xù)發(fā)送，效率太低，于是采用滑動窗口，在接收窗口大小內(nèi)可以不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。無需等待確認信息。通常窗口是由接收方?jīng)Q定的，告訴發(fā)送方自己有多少緩沖區(qū)來接收數(shù)據(jù)。一般發(fā)送窗口約等于接收窗口，因為傳輸過程存在時延

TCP頭中有個window字段（表示窗口大?。?，告訴發(fā)送端自己還有多少緩沖區(qū)可以接收數(shù)據(jù)。于是發(fā)送端根據(jù)接收端處理能力發(fā)送數(shù)據(jù)，不會到時接受端處理不過來

流量控制

簡：控制發(fā)送數(shù)據(jù)速率，避免對方處理不過來

讓發(fā)送方根據(jù)接收方的實際接受能力控制發(fā)送的數(shù)據(jù)量的機制

栗子：

A對B發(fā)送數(shù)據(jù)，B對A進行流量控制（下面數(shù)據(jù)為舉例）

發(fā)送窗口范圍（4條，一條100字節(jié)）內(nèi)發(fā)送3條數(shù)據(jù)，就收到B的累計確認，并發(fā)送rwnd=300 進行流量控制（接受窗口改成3條，發(fā)送窗口相應(yīng)變成3條）。

A收到累計確認會刪除前面三條緩存（如果有丟失，后面繼續(xù)傳丟失文件）然后在窗口范圍（3條）內(nèi)發(fā)送3條。收到B累計確認，并發(fā)送rwnd=100進行流量，（接受窗口改成3條，發(fā)送窗口相應(yīng)變成3條）。

反復(fù)，若rwnd=0，A不能再發(fā)送，等B有緩存處理時，又會發(fā)送rwnd=300（有三條緩存）然后A再發(fā)送數(shù)據(jù)，但如果A沒收到，AB無線等待對方，會有持續(xù)計時器，一定時間發(fā)送1字節(jié)探測，等待B回應(yīng) 。

擁塞控制

簡：面對網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生擁塞的機制

在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁堵時，如果繼續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)包，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包時延、丟失，這時重傳只會加重網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)，導(dǎo)致更大延遲和包丟失，就陷入二性循環(huán)，發(fā)生超時重傳就認為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)堵塞。

擁塞控制主要包括四個算法：慢啟動，擁塞避免，擁塞發(fā)生，快速恢復(fù)

慢啟動

TCP剛剛建立有個慢啟動的過程，就是一點點提高發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量，當(dāng)發(fā)送方每收到一個ACK，擁塞窗口（cwnd）的大小就會加1表示可以比之前多發(fā)1個，cwnd數(shù)量呈指數(shù)倍增加，1248。當(dāng)cwnd>= 慢啟動門限ssthresh就會使用擁塞避免算法。

指數(shù)倍增加：

初始cwnd若為1，加1，為2.，可以發(fā)兩個ACK，（cwnd兩個，最多發(fā)2個）。

收到兩個ACK，加2，為4，可以發(fā)四個ACK。

收到四個ACK，加4，為8，可以發(fā)八個ACK。

擁塞避免算法

每當(dāng)收到一個ACK時，cwnd增加1/cwnd。因為可以發(fā)cwnd個，所以cwnd*（1/cwnd）=1個，這樣cwnd數(shù)量就會變成線性增長。我們可以看到前面兩種算法都是讓他增加，網(wǎng)絡(luò)慢慢進入擁塞狀態(tài)，于是出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，需要對丟失的包重傳，進入擁塞發(fā)送算法

擁塞發(fā)生算法

發(fā)生后進行數(shù)據(jù)包重傳

超時重傳：門限變成cwnd/2，再重置cwnd為初始值

快速重傳：認為只是少部分數(shù)據(jù)丟失，cwnd設(shè)置原來一半，門限=cwnd。進入快速恢復(fù)算法

快速恢復(fù)算法

• 擁塞窗口 cwnd = ssthresh + 3 （ 3 的意思是確認有 3 個數(shù)據(jù)包被收到了）；

• 重傳丟失的數(shù)據(jù)包；

• 如果再收到重復(fù)的 ACK，那么 cwnd 增加 1；

• 如果收到新數(shù)據(jù)的 ACK 后，把 cwnd 設(shè)置為第一步中的 ssthresh 的值，原因是該 ACK 確認了新的數(shù)據(jù)，說明從 duplicated ACK 時的數(shù)據(jù)都已收到，該恢復(fù)過程已經(jīng)結(jié)束，可以回到恢復(fù)之前的狀態(tài)了，也即再次進入擁塞避免狀態(tài)；

借用小林的圖：

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-857550.html

到了這里，關(guān)于八股文——TCP四大機制！小白也能懂！（重傳機制、滑動窗口、流量控制、擁塞控制）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！