重传机制
超时重传
重传机制的此中一个方式，就是在发送数据时，设定一个定时器，当高出指定的时间后，没有收到对方的 ACK 确认应答报文，就会重发该数据
超时触发重传存在的标题是，超时周期大概相对较长。
快速重传
快速重传不以时间为驱动，而是以数据驱动重传。
快速重传的工作方式是当收到三个雷同的 ACK 报文时，可以不消比及超时才重传，会直接重传丢失的报文段。
快速重传机制只办理了一个标题，就是超时时间的标题，但是它依然面对着别的一个标题。就是重传的时间，是重传一个，还是重传全部的标题
举个例子，假设发送方发了 6 个数据，编号的次序是 Seq1 ~ Seq6 ，但是 Seq2、Seq3 都丢失了，那么吸收方在收到 Seq4、Seq5、Seq6 时，都是复兴 ACK2 给发送方，但是发送方并不清晰是选择重传 Seq2 一个报文，还是重传 Seq2 之后已发送的全部报文呢（Seq2、Seq3、 Seq4、Seq5、 Seq6） 呢？
SACK 方法
SACK（ Selective Acknowledgment）， 选择性确认。
SACK是将已收到的数据的信息发送给发送方，如许发送方就可以只重传丢失的数据。
如下图，发送方收到了三次同样的 ACK 确认报文，于是就会触发快速重发机制，通过 SACK 信息发现只有 200~299 这段数据丢失，则重发时，就只选择了这个 TCP 段举行重复。
Duplicate SACK
要使用了 SACK 来告诉「发送方」有哪些数据被重复吸收了。
滑动窗口
TCP 每发送一个数据，都要举行一次确认应答。当上一个数据包收到了应答了， 再发送下一个。假如是如许传输，那有一个缺点：数据包的往返时间越长，通讯的服从就越低。
因此，TCP引入了滑动窗口。窗口巨细就是指无需等候确认应答，而可以继承发送数据的最大值。
窗口中有部门数据段没有收到ACK，也可以通过下一个ACK举行确认。这个模式就叫累计确认大概累计应答。
窗口的巨细是由吸收方的窗口巨细来决定的。发送方发送的数据巨细不能高出吸收方的窗口巨细，否则吸收方就无法正常吸收到数据。
吸收窗口的巨细是约便是发送窗口的巨细的。由于滑动窗口并不是刻舟求剑的。比如，当吸收方的应用历程读取数据的速率非常快的话，如许的话吸收窗口可以很快的就空缺出来。那么新的吸收窗口巨细，是通过 TCP 报文中的 Windows 字段来告诉发送方。那么这个传输过程是存在时延的，以是吸收窗口和发送窗口是约便是的关系。
MSS限定
- 链路层对一次可以大概发送的最大数据有限定，这个限定称之为 MTU（maximum transmission unit），差别的链路装备的 MTU 值也有所差别，比方
- 以太网的 MTU 是 1500
- FDDI（光纤分布式数据接口）的 MTU 是 4352
- 当地回环地点的 MTU 是 65535 - 当地测试不走网卡
- MSS 是最大段长度（maximum segment size），它是 MTU 刨去 tcp 头和 ip 头后剩余可以大概作为数据传输的字节数
- ipv4 tcp 头占用 20 bytes，ip 头占用 20 bytes，因此以太网 MSS 的值为 1500 - 40 = 1460
- TCP 在转达大量数据时，会按照 MSS 巨细将数据举行分割发送
- MSS 的值在三次握手时关照对方本身 MSS 的值，然后在两者之间选择一个小值作为 MSS
TCP粘包
粘包的标题出现是由于不知道一个用户消息的界限在哪，假如知道了界限在哪，吸收方就可以通过界限来分别出有用的用户消息。
出现粘包的缘故起因是多方面的，大概是来自吸收方，也大概是来自觉送方。
发送方缘故起因
由于纵然发送一个字节，也须要到场 tcp 头和 ip 头，也就是总字节数会使用 41 bytes，非常不经济。因此Nagle算法试图在发送一个分组之前，将大量的TCP数据绑定在一起，以进步网络服从。
- 该算法是指发送端纵然尚有应该发送的数据，但假如这部门数据很少的话，则举行延伸发送
- 假如 SO_SNDBUF 的数据到达 MSS，则须要发送
- 假如 SO_SNDBUF 中含有 FIN（表现须要毗连关闭）这时将剩余数据发送，再关闭
- 假如 TCP_NODELAY = true，则须要发送
- 已发送的数据都收到 ack 时，则须要发送
- 上述条件不满足，但发生超时（一样寻常为 200ms）则须要发送
- 除上述环境，延伸发送
TCP默认使用Nagle算法（重要作用：淘汰网络中报文段的数量），而Nagle算法重要做两件事：
- 只有上一个分组得到确认，才会发送下一个分组
- 网络多个小分组，在一个确认到来时一起发送。
Nagle算法造成了发送方大概会出现粘包标题。对于发送方造成的粘包标题，可以通过关闭Nagle算法来办理，使用TCP_NODELAY选项来关闭算法。
吸收方缘故起因
TCP吸收到数据包时，并不会立刻交到应用层处理处罚，大概说应用层并不会立即处理处罚。实际上，TCP将吸收到的数据包生存在吸收缓存里，然后应用步调自动从缓存读取收到的分组。如许一来，假如TCP吸收数据报到缓存的速率岛屿应用步调从缓存中读取数据报的速率，多个包就会被缓存，应用步调就有大概读取到多个收尾相接粘到一起的包。
吸收方没有办法来处理处罚粘包标题，只能将标题交给应用层来处理处罚
办理方式
一样寻常有三种方式分包的方式（可以同时办理发送方和吸收方的标题）：
- 固定长度的消息：这种是最简单方法，即每个用户消息都是固定长度的，比如规定一个消息的长度是 64 个字节，当吸收方接满 64 个字节，就以为这个内容是一个完备且有用的消息
- 特殊字符作为界限：比如HTTP 通过设置回车符、换行符作为 HTTP 报文协议的界限。
- 自界说消息布局，如TLV 格式，即 Type 范例、Length 长度、Value 数据，范例和长度已知的环境下，就可以方便获取消息巨细，分配符合的 buffer，缺点是 buffer 须要提前分配，假如内容过大，则影响 server 吞吐量
- Http 1.1 是 TLV 格式
- Http 2.0 是 LTV 格式
流量控制
发送方不能无脑的发数据给吸收方，要思量吸收方处理处罚本领。
流量控制就是根据吸收方的滑动窗口的巨细来控制的。
比如服务端繁忙，无法实时的处理处罚掉吸收的数据，就会减小吸收窗口的巨细
拥塞控制
流量控制是制止「发送方」的数据填满「吸收方」的缓存
在网络出现拥堵时，假如继承发送大量数据包，大概会导致数据包时延、丢失等，这时 TCP 就会重传数据，但是一重传就会导致网络的负担更重，于是会导致更大的延伸以及更多的丢包，这个环境就会进入恶性循环
拥塞控制，目的就是制止「发送方」的数据填满整个网络。
拥塞控制是根据拥塞窗口来实现的，拥塞窗口 cwnd是发送方维护的一个的状态变量，它会根据网络的拥塞水平动态变革的
发送方没有在规定时间内吸收到 ACK 应答报文，也就是发生了超时重传，就会以为网络出现了拥塞。
慢启动
慢启动算法：当发送方每收到一个 ACK，拥塞窗口 cwnd 的巨细就会加 1。
这个巨细是指能同时发送数据的数量，比如一开始拥塞窗口为1，表现可以传1个；发送方收到一个 ACK 确认应答后，cwnd 增长 1，于是一次可以大概发送 2 个；以此类推，显然慢启动时的拥塞窗口巨细是呈指数增长的
慢启动算法增长到哪是根据慢启动门限 ssthresh （slow start threshold）来决定的：
- 当 cwnd < ssthresh 时，使用慢启动算法。
- 当 cwnd >= ssthresh 时，就会使用拥塞制止算法
拥塞制止
拥塞制止算法：每当收到一个 ACK 时，cwnd 增长 1/cwnd。
现假定 ssthresh 为 8，当到门限时，当 8 个 ACK 应答确认到来时，每个确认增长 1/8，8 个 ACK 确认 cwnd 一共增长 1
就这么不绝增长着后，网络就会渐渐进入了拥塞的状态了，于是就会出现丢包征象，这时就须要对丢失的数据包举行重传。当触发了重传机制，也就进入了拥塞发生算法
拥塞发生
当网络出现拥塞，也就是会发生数据包重传，重传机制重要有两种，两种使用的拥塞发送算法是差别的
超时重传
- ssthresh 设为 cwnd/2
- cwnd 重置为 1 （是规复为 cwnd 初始化值，我这里假定 cwnd 初始化值 1）
接着，就重新开始慢启动，慢启动会忽然淘汰数据流，
快速重传
当吸收方发现丢了一个中心包的时间，发送三次前一个包的 ACK，于是发送端就会快速地重传，不必等候超时再重传。
- cwnd = cwnd/2 ，也就是设置为原来的一半;
- ssthresh = cwnd;
进入快速规复算法
快速规复
算法如下：
- 拥塞窗口 cwnd = ssthresh + 3 （ 3 的意思是确认有 3 个数据包被收到了）；
- 重传丢失的数据包；
- 假如再收到重复的 ACK，那么 cwnd 增长 1；
假如收到新数据的 ACK 后，把 cwnd 设置为第一步中的 ssthresh 的值，缘故起因是该 ACK 确认了新的数据，阐明从 duplicated ACK 时的数据都已收到，该规复过程已经竣事，可以回到规复之前的状态了，也即再次进入拥塞制止状态；
也就是没有像「超时重传」一夜回到解放前，而是还在比力高的值，后续呈线性增长
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