面试问题之计算机网络：TCP如何保证数据可靠传输

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TCP协议传输的特点主要就是面向字节流、传输可靠、面向连接。

TCP保证数据可靠传输的方式主要有以下六点：校验和、确认应答与序列号、超时重传、连接管理、流量控制、拥塞控制。

1、校验和

在数据传输的过程中，将发送的数据段都当做一个16位的整数。将这些整数加起来。并且前面的进位不能丢弃，补在后面，最后取反，得到校验和。发送方在发送数据之前计算校验和，并进行校验和的填充。接收方收到数据后，对数据以同样的方式进行计算，求出校验和，与发送方的进行比对。

注意：如果接收方比对校验和与发送方不一致，那么数据一定传输有误。但是如果接收方比对校验和与发送方一致，数据不一定传输成功。

2、确认应答与序列号

序列号：TCP传输时将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。

确认应答：TCP传输的过程中，每次接收方收到数据后，都会对传输方进行确认应答。也就是发送ACK报文。这个ACK报文当中带有对应的确认序列号，告诉发送方，接收到了哪些数据，下一次的数据从哪里发。

序列号的作用不仅仅是应答的作用，有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序，并且去掉重复序列号的数据。这也是TCP传输可靠性的保证之一。

3、超时重传

简单理解就是发送方在发送完数据后等待一个时间，时间到达没有接受到ACK报文，那么对刚才发送的数据进行重新发送。由于TCP传输时保证能够在任何环境下都有一个高性能的通信，因此这个最大超时时间（也就是等待时间）是动态计算的。

4、连接管理

连接管理就是三次握手和四次挥手的过程，保证可靠的连接，是保证可靠性的前提。

5、流量控制

接收端在接收到数据后，对其进行处理。如果发送端的发送速度太快，导致接收端的结束缓冲区很快的填充满了。此时如果发送端仍旧发送数据，那么接下来发送的数据都会丢包，继而导致丢包的一系列连锁反应，超时重传。而TCP根据接收端对数据的处理能力，决定发送端的发送速度，这个机制就是流量控制。

6、拥塞控制

TCP通过维护一个拥塞窗口来进行拥塞控制。网络中没有出现拥塞，拥塞窗口的值就可以再增大一些，以便把更多的数据发送出去。网络出现拥塞，拥塞窗口的值就应该减小一些，以减少注入到网络中的数据包数。