确认应答机制&超时重传机制&序列号&延迟应答&捎带应答

序列号

一、什么是序列号？

TCP会对每个字节的数据都进行编号，数据的编号就是数据的序列号，每个字节都有自己独一无二的编号，故序列号具有唯一性

二、序列号的作用？

接收端为了区别重复的报文段（报文段也叫帧），接收端有时会收到很多重复的数据，那么TCP协议就需要能够识别出那些是重复的包，并且把重复的丢弃掉，此时就需要使用序列号，来实现去重

ps：TCP的序列号即表示该报文段从第N个字节开始发送

确认应答(ACK)机制

一、什么是确认应答机制

收到一条报文后，向发送端发送一条确认ACK，此ACK的作用就是告诉发送端：接收端已经成功的收到了消息，并且希望收到下一条报文的序列号是什么

二、为什么需要确认应答机制

在TCP连接成功后，发送的每一条数据都可能会丢失，因此需要确认应答，以保证数据的完整性

三、确认应答的作用

1.来确认接收端收到数据了
2.可以知道收到的是哪一条数据

超时重传机制

一、什么是超时重传机制

   TCP每发送一个报文段，就会对这个报文段设置一次计时器，只要计时器设置的
重传时间到，但发送端还没有收到接收端发来的确认，此时就会重传此报文段
   超时重传机制是内核实现实现的，因为超时重传机制是TCP的一部分，而TCP
又属于内核，所以超时重传机制也就是内核实现的

二、为什么在超时重传机制中，计时器设置的时间为什么要变得越来越长？

    一个报文段可以好几次的超时，就是说呢第一次发此报文段时超时了，发送端
会重新发，第二次发的时候还是超时了，此时发送端还是会重新发送，但是发送端
对一个超时的报文段不会一直发，发几次之后，就会丢弃此报文段
    计时器设置的时间在好几次的发送中，为什么要变得越来越长呢？因为在发送
数据的时候，数据传输可能还没建立好，此时就重传，可能会浪费资源

三、超时的时间如何确定？

     最理想的情况下，找到一个最小的时间，保证“确认应答一定能在这个时间内
返回”，但是这个时间的长短，会随着网络环境的不同，会有差异，如果超时时间
设置的太长，会影响整体的重传效率，但是如果设置的太短，有可能会频繁的发送
重复的包

    TCP为了保证无论在任何环境下都能比较高性能的通信，会动态的计算这个
最大超时时间，所以超时时间不是确定的，是TCP动态的计算的

    在Linux（Windows）中，超时以500ms为一个单位进行控制，每次判定超时
重发的超时时间都是500ms的整数倍
    如果重发一次之后，仍然得不到应答，等待2*500ms后再进行重传，如果还是
得不到发送端的确认应答，此时就会等待4*500ms进行重传，依次类推，以指数形
式递增，累计到一定的重传次数，TCP会认为网络或者对端的主机出现异常，强制
关闭连接

延迟应答

一、什么是延迟应答？

数据传输的时候，发送端给接收端发送数据，接收端给发送端发去确认应答信息，这样比较耗时，效率低下，延迟应答就是接收端收到数据之后，稍微等一会再应答，这样可以提高数据的传输效率，因为发送端发好几次数据，接收端只需要一次来确认应答，这样可以降低网络拥塞的概率

二、所有的包都可以延迟应答吗？

不是

数量限制：每隔N个包就必须应答一次
时间限制：超过最大延迟时间就必须应答一次

ps：具体的延迟应答数量和超时时间，依操作系统不同也有差异，一般N取2，超时时间取200ms

捎带应答

什么是捎带应答？

虽然有延迟应答，但是客户端和服务器在应用层还是还是”一发一收”，此时就会导致数据传输效率低下，捎带应答就是接收端在给发送端发送数据的时候，捎带着向发送端发去确认应答，应答的内容是接收端已经收到发送端发送的数据

使用捎带应答之前：

客户端：你好吗？
服务器：我收到你发的消息了（接收端的ACK应答）
服务器：我很好

使用捎带应答时：

客户端：你好吗？
服务器：我很好（接收端给发送端发送的数据），我也收到你发的消息了（接收端的ACK应答）

使用捎带应答后，ACK就可以搭顺风车了，在接收端给发送端发送数据的时候，ACK就可以捎带着给发送端发送过去