TCP协议是如何保证可靠传输的,有哪些机制?
TCP协议主要通过以下几点来保证传输可靠性:连接管理、序列号、确认应答、超时重传、流量控制、拥塞控制。
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连接管理:即三次握手和四次挥手。连接管理机制能够建立起可靠的连接,这是保证传输可靠性的前提。
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序列号:TCP将每个字节的数据都进行了编号,这就是序列号。序列号的具体作用如下:能够保证可靠性,既能防止数据丢失,又能避免数据重复。能够保证有序性,按照序列号顺序进行数据包还原。能够提高效率,基于序列号可实现多次发送,一次确认。
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确认应答:接收方接收数据之后,会回传ACK报文,报文中带有此次确认的序列号,用于告知发送方此次接收数据的情况。在指定时间后,若发送端仍未收到确认应答,就会启动超时重传。
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超时重传:超时重传主要有两种场景:数据包丢失:在指定时间后,若发送端仍未收到确认应答,就会启动超时重传,向接收端重新发送数据包。确认包丢失:当接收端收到重复数据(通过序列号进行识别)时将其丢弃,并重新回传ACK报文。
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流量控制:接收端处理数据的速度是有限的,如果发送方发送数据的速度过快,就会导致接收端的缓冲区溢出,进而导致丢包。为了避免上述情况的发生,TCP支持根据接收端的处理能力,来决定发送端的发送速度。这就是流量控制。流量控制是通过在TCP报文段首部维护一个滑动窗口来实现的。
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拥塞控制:拥塞控制就是当网络拥堵严重时,发送端减少数据发送。拥塞控制是通过发送端维护一个拥塞窗口来实现的。可以得出,发送端的发送速度,受限于滑动窗口和拥塞窗口中的最小值。拥塞控制方法分为:慢开始,拥塞避免、快重传和快恢复。