TCP超时与重传机制与拥塞避免

TCP超时与重传机制

TCP协议是一种面向连接的可靠的传输层协议，它保证了数据的可靠传输，对于一些出错，超时丢包等问题TCP设计的超时与重传机制。

基本原理：在发送一个数据之后，就开启一个定时器，若是在这个时间内没有收到发送数据的ACK确认报文，则对该报文进行重传，在达到一定次数还没有成功时放弃并发送一个复位信号。 　　

这里比较重要的是重传超时时间，怎样设置这个定时器的时间（RTO），从而保证对网络资源最小的浪费。

• 若RTO太小，可能有些报文只是遇到拥堵或网络不好延迟较大而已，这样就会造成不必要的重传。

• 若RTO太大的话，使发送端需要等待过长的时间才能发现数据丢失，影响网络传输效率。

由于不同的网络情况不一样，不可能设置一样的RTO，实际中RTO是根据网络中的RTT（传输往返时间）来自适应调整的。

超时与重传的简单例子

第1、2和3行表示正常的TCP连接建立的过程。

第4行是“hello, world”（12个字符加上回车和换行）的传输过程。

第5行是其确认。接着我们从 svr4拔掉了以太网电缆。

第6行表示“and hi”将被发送。

第7~18行是这个报文段的12次重传过程。

第19行则是发送方的TCP最终放弃并发送一个复位信号的过程。

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TCP慢启动

基本原理：慢启动是TCP的一个拥塞控制机制，慢启动算法的基本思想是当TCP开始在一个网络中传输数据或发现数据丢失并开始重发时，首先慢慢的对网路实际容量进行试探，避免由于发送了过量的数据而导致阻塞。

　　

慢启动为发送方的TCP增加了另一个窗口：拥塞窗口(congestion window)，记为cwnd。当与另一个网络的主机建立TCP连接时，拥塞窗口被初始化为1个报文段（即另一端通告的报文段大小）。每收到一个ACK，拥塞窗口就增加一个报文段（cwnd以字节为单位，但是慢启动以报文段大小为单位进行增加）。发送方取拥塞窗口与通告窗口中的最小值作为发送上限。拥塞窗口是发送方使用的流量控制，而通告窗口则是接收方使用的流量控制。发送方开始时发送一个报文段，然后等待ACK。当收到该ACK时，拥塞窗口从1增加为2，即可以发送两个报文段。当收到这两个报文段的ACK时，拥塞窗口就增加为4。这是一种指数增加的关系。