Tcp协议细节（三次握手，四次握手）

利用滑动窗口实现流量控制（让发送方的发送速率不要太快，让接收方来得及接收）

（发送窗口的发送窗口不能超过接收方给出的接收窗口的数值）

拥塞控制

拥塞：在某段时间，对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分

首先发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd的状态变量，拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态的变化，发送方让自的发送窗口等于拥塞窗口。如果考虑到接收方的接受能力，那么发送窗口还可能小于拥塞窗口。

发送方控制拥塞窗口的原则：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些，以便把更多的分组发送出去，制药网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些，以减小注入到网络中的分组数。

几种解决拥塞控制的方法：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复

慢开始：

当主机开始发送数据时，如果立即把大量数据字节注入到网络中，可能引起网络的负荷情况，经验证明，较好的方式是先探测一下，由小到大逐渐增大发送窗口

举一个例子：

在一开始，发送方先设置cwnd=1，发送第一个报文段M1，接收方收到后确认M1。发送方收到对M1的确认后，把cwnd从1增大到2，于是发送方接着发送M2和M3两个报文段，接收方接收到后发回对M2和M3的确认。此时cwnd从2变化到4，然后发送M4到M7，以后每次都是呈倍数增长。

拥塞避免算法：

让拥塞窗口cwnd缓慢增大，每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1，拥塞窗口cwnd是按线性规律缓慢增长，比慢开始算法的拥塞窗口增长速率慢很多。

快重传：

要求接收方每收到一个失序报文立即发送重复确认。以图为例：

解释：

1.当发送方发送M3给接收方，在传送过程中发生丢包，

2.发送方维持的拥塞窗口中的数据包还在传送，而每一次传送到接收方，接收方都发送一个重复确认M2给发送方

3.只要发送方接收到3个重复确认时，不用等到M3设置的超时重传计时器到期，就自动重传M3

快恢复：

1.当发送方连续接收到3个重复确认时，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限减小，为了预防网络发生拥塞，但接下去不执行慢开始算法

2.由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞（如果网络发生了严重的拥塞，就不会一连有好几个报文段连续到达接收方，也就不会导致接收方连续发送重复确认），故与慢开始不同之处在于现在不执行满开始算法，而是把cwnd值设置为慢开始门限ssthresh减半后的数值，然后开始执行拥塞避免算法，使拥塞窗口缓慢的线性增大

首先tcp的运输连接有3个阶段：连接建立，数据传送，连接释放

三次握手：

主要用于tcp的连接建立阶段，引用《计算机网络第6版》中的图加以说明：

首先，发起请求的一方成为客户端，故上图客户端是A，被动等待连接的一方是服务器端，故为B

分析三次握手过程：

• A首先向B发起请求，此时的SYN（同步，在连接建立时用来同步序号）。当SYN=1，而ACK=0，这是一个连接请求报文段，此时A设置一个随机序列号，向B发起请求
• B收到请求后，向A回复一个SYN=1，ACK=1（确认号为1），表示这是一个同意建立连接的报文段。此时ack必须为seq+1，同时也为自己设置一个seq=y，
• A收到B的确认后，向B发送一个ACK=1，并且将ack设置为y+1，seq（字节编号），Tcp的标准规定，ACK报文可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。

为何A还要发送一次确认，主要是为了防止已经失效的链接请求报文段突然又传到了B，因而产生错误

TCP的连接释放：（4次握手）

• A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，A把连接释放报文段首部的终止控制位FIN置为1（FIN字段用来释放一个连接），其序号seq=u，它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1
• b收到连接后，发出ACK=1，并ack=u+1，且设置自己的seq=v，此时的tcp处于半关闭状态，a收到确认后，进入等待状态，等待b发出的连接释放报文段
• 若b没有要向a发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接，这是b发出的连接释放报文段必须使FIN=1，并设置自己的seq=w，且b必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1，并且设置ACK=1
• a收到b的连接释放报文段后，必须对此发出确认，在确认报文中把ACK置为1，确认号ack=w+1，而自己的序号是seq=u+1

为何A在time-wait状态必须等待2MSL的时间呢？

1，确保a发送的最后一个ack报文段能够到达b

2，防止之前提到的“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中