[计算机网络笔记]第三部分——传输层之TCP 可靠传输实现

可靠数据传输需要用到的机制：

1. 自动重传（ARQ）：如果报文出错了，需要重传，这需要差错检测、接收方反馈（ack表示成功确认和nak表示失败确认）、重传三部分
2. 有序到达：需要序号来标识数据包，确认是否是重传报文或者是否乱序到达报文
3. 定时器：用于限制时延，超时则确认是丢包
4. 流水线：为了加快传输速率，提高带宽利用率，在流水线中如果出现丢包或者乱序到达有两种应对方法

a)       GBN（回退N步）：只要出现丢包或者乱序到达，以后的数据包都不接收，全部需要重传

b)       SR（选择重传）：出现了丢包或者乱序到达，保留后接收到的数据包，同时提醒发送方重发丢失的数据包

 

TCP可靠传输的实现：

1. 实现了自动重传，有ack应答报文，但是没有nak报文（nak时使用重复上一次ack代替，形成冗余ack报文）
2. 实现了有序到达，用序列号标识一个报文，同时序号不是按“个”计算的，而是按字节计算的。举例来说，相邻的两个TCP报文，各100字节大小，它们的需要不会是0，1，而是0，100
3. 实现了定时器：丢包的定时器时间设定在TCP当中是一个很有技巧的事情。TCP通过随机检测报文的送达情况获得若干个RTT（往返时间）样本，然后将其加权（新RTT样本的权重比旧RTT样本的更大），然后加上一个RTT偏差（不可能正好一个RTT就回得来，需要一个可容忍的浮动时间），得到超时重传的时间。公式是：

TimeoutRTT=EstimeedRTT(指数加权移动平均RTT)+4DevRTT(4倍的RTT偏差)

4. 实现了流水线，当出现丢包或乱序时采取的策略既不是GBN也不是SR，看起来更像GBN一些。
5. 超时时间计算：每一次确认丢包，TCP认为是网络拥塞，会将下一次的超时时间*2，避免加重拥塞
6. 重复的ACK报文：即接收到对发送的同一报文的多次ACK报文，这是由于TCP没有否定确认，如果出现数据出错，或者报文乱序到达，只会重复应答最后一次正确接受的报文。TCP处理时认为这就是数据出错、发送数据乱序到达或者丢包的意思，但是网络的拥塞并不严重，此时TCP会启动快速重传机制
7. 快速重传：即不用等丢包的计时器超时才重发报文，而是在3次冗余ACK之后立即发送冗余ACK确认的下一个序号的报文