TCP原理学习笔记

        TCP原理——多了解算法和底层，武装自己的头脑：）


        《TCP实现原理概述(经典)》
        百度文库中的一篇文档，图表和流程图的形式，非常清晰。包含四个内容：TCP连接和关闭、慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复
        http://wenku.baidu.com/view/b9e6d9d6c1c708a1284a4484.html


这四个方面其实可以看成TCP连接中的几种状态
1.  TCP Connection Setup          三次握手
2.  TCP Slow Start             慢启动的原理是：一开始发的包窗口大小只有1个单位，之后如果没问题，就开始指数级增加窗口大小，迅速接近SSThreshold。吐个槽：一点也不慢
3.  TCP Congestion Avoidance               拥塞避免的原理：达到SSThreshold之后得悠着点，如果没遇到问题就慢慢增加窗口大小。（实际没字面上高端）
4.  TCP Fast Retransmit and Fast Recovery              检测到丢包时，狠狠的减小窗口大小，然后该重发的重发。重发之后立即开始修复状态。
5.  TCP Connection Release          四次握手，还有个计时器确保远端切实的断开了连接。


理想状态下
1 Setup -> 2 Slow Start -> 3 Congestion Avoidance -> 5 Release
考虑丢包的情况，就有
1 Setup ->
（ 2 Slow Start -> 3 Congestion Avoidance -> 4 Retransmit and Recovery）会在这几种状态跳转
-> 5 Release


上面的文档大概一小时左右能看完，但是看完仍然有不清楚的地方。因为它只说了流程，没有说明原因和原理，特别是比较复杂的重传和恢复部分。
其实这部分讲解的资料很多，比如百度百科：
http://baike.baidu.com/view/3114573.htm


作为重点，我摘出了两个原则：
1、“数据包守恒”原则，即同一个时刻在网络中的数据包数量是恒定的，只有当“老”数据包离开了网络后，才能向网络中发送一个“新”的数据包，如果发送方收到一个重复的ACK，那么根据TCP的ACK机制就表明有一个数据包离开了网络。这个原则解释了快速恢复时为什么要修改cwnd窗口大小。
2、TCP拥塞控制窗口变化的原则是AIMD原则，即加法增大、乘法减小。可以看出TCP的该原则可以较好地保证流之间的公平性，因为一旦出现丢包，那么立即减半退避，可以给其他新建的流留有足够的空间，从而保证整个的公平性。


计时器：

        计时器我看到至少在两处出现，一是最重要的：发包之后一定时间内有没有收到ACK信号，以此判断是否丢包。二是断开连接时也要保证服务器切实的断开了连接。