TCP重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

TCP重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

TCP重传机制

1、超时重传：数据包丢/ACK丢时就会触发超时重传。

2、快速重传：解决超时重发的时间等待。当收到三个相同的 ACK 报文时，会在定时器过期之前，重传丢失的报文段。（问题：重传时是重传一个还是重传所有）

3、SACK：选择性确认。在TCP头「选项」字段里加个 SACK ，它可以将已收到的数据信息发送给「发送方」，这样发送方就可以知道哪些数据收到哪些数据没收，只重传丢失的数据

4、D-SACK：用SACK告诉「发送方」有哪些数据被重复接收（可让发送方知道是发出去的包丢了还是接收方回应 ACK 丢了；可知道是不是发送方的包被网络延迟了；可知道网络中是不是把发送方的包给复制了）

滑动窗口

发一次数据等一个ACK，包的往返时间越长通信效率越低。可通过指定窗口大小，在设置窗口大小内无需等待ACK而继续发送数据。

流量控制

如果一直无脑发数据但对方处理不来，就导致触发重发机制从而导致网络流量的无端浪费。TCP 提供一种机制让「发送方」根据「接收方」的实际接收能力控制发送的数据量，通过让接收方指明希望从发送方接收的数据大小（窗口大小）来进行流量控制。

窗口关闭：窗口大小为 0 时就会阻止发送方给接收方传递数据直到窗口变为非 0 为止。接收方向发送方通告窗口大小时通过 ACK 报文通告，发生窗口关闭时，接收方处理完数据后会向发送方通告一个窗口非 0 的 ACK ，如果这个ACK在网络中丢失，会导致发送方一直等待接收方的非 0 窗口通知，接收方也一直等待发送方的数据，造成死锁。

解决：TCP 为每个连接设一个持续定时器，只要 TCP 连接一方收到对方的零窗口通知就启动持续计时器。超时就会发送窗口探测报文（3次），而对方在确认这个探测报文时，给出自己现在的接收窗口大小（为0就重新启动持续计时器；不是0那死锁局面就可打破了；3次后接收窗口还是0就发RST报文中断连接）

拥塞控制

避免「发送方」数据填满整个网络。只要发送方没在规定时间内接收到 ACK ，也就是发生了超时重传，就会认为网络出现了拥塞。只要网络中没有出现拥塞，拥塞窗口就会增大；出现拥塞就减少。

慢启动（指数增长）：一点点提高发送数据包的数量，发送方每收到一个 ACK，拥塞窗口 大小++。有个叫慢启动门限的状态变量（拥塞窗口大小<门限：用慢启动；否则使用拥塞避免算法）

拥塞避免（线性增长）：每收到一个 ACK，拥塞窗口增加1/拥塞窗口大小。一直增长后网络慢慢进入拥塞状况，出现丢包现象，触发重传机制，进入「拥塞发生算法」

拥塞发生：超时重传（慢启动门限设为拥塞窗口大小/2，拥塞窗口大小重置为初始化值ss -nli可查看）、快速重传（拥塞窗口大小设为原来一半，慢启动门限设为拥塞窗口大小，然后进入快速回复算法）当接收方发现丢了一个中间包时发送三次前一个包的ACK，于是发送端会快速重传不必等待超时再传

快速恢复：拥塞窗口= 慢启动门限 + 3（ 确认有3个数据包被收到），重传丢失数据包，如果再收到重复 ACK，那拥塞窗口++；如果收到新数据 ACK ，把 拥塞窗口 设置为第一步中 慢启动门限 值（原因是该 ACK 确认了新数据，说明数据已收到，该恢复过程已结束，可以回到恢复前的状态了，也即再次进入拥塞避免状态）