TCP可靠传输和拥塞控制

1.TCP的可靠传输

• tcp的可靠传输主要靠 来自接收方的确认报文 和 超时重传。

1. 发出报文，计时器开始计时，在规定超时时间内未收到确认报文则重新发送。
   • 注意：发送报文都留一个副本，如果收到确认报文就会删除，未重新发送之后超时时间会设置为原来的2倍。
2. 对于流水线形式的请求报文，服务器只会按照顺序发出确认报文，如果出现失序报文，则不会被确认而是继续发送前一个的确认报文。
   • 流水线形式：不必等到一个确认报文到来再发送下一个请求报文，而是连续发送请求报文。序

   失效报文是指确认号不正确的报文

   1. 如 第一个请求报文seq=1 带有100个数据，则第一个确认报文ack = 101。
   2. 此时服务器应该收到第二个报文seq = 101, 但是服务器却收到了 seq = 300，这说明第二个报文丢失了或者拥塞还没到来，解决此问题一是等到被拥塞的报文到来，二是通过快重传重新发送。
   3. 在收到失序报文后不会发送对其的确认报文，而是发送上一个正常的确认报文。
3. 因为只有服务器收到请求报文才会发送确认报文,如果收到确认报文说明该报文的确认号之前的数据都收到了，这些数据不会被重发。

2.拥塞控制

• 需求产生的原因：需求大于供应，某些网络节点进来的报文没有出去的多，造成数据积压。
• 判断拥塞的依据就是出现了超时。
• 拥塞窗口 cwnd : 拥塞窗口随着拥塞程度浮动变化，并且发送窗口就等于拥塞窗口，一次要发送多少个请求就看cwnd数量。

1. 慢开始：无拥塞时窗口数量加倍，达到慢开始门限进入拥塞控制。
2. 拥塞避免： 每经过一个RTT窗口数目增加1。 
   • 慢开始和拥塞避免都是基于窗口的。
3. 快重传：当收到3个连续相同的ack确认报文，则立刻在定时器过期之前重传一次请求报文，避免超时。
   • 有时候个别报文丢失了，而不是发生了拥塞，如果服务器迟迟不发送确认消息就会超时，被认为出现了拥塞，这会导致发送方错误的开启慢启动，减低性能。
   • 当收到失序报文之后会立即发送上一个确认报文，当客户端收到3个连续的相同报文（一共四个相同报文）就认为报文丢失了，则会立即快重传，避免超时。
   • 为啥3个才会认为丢失？ 如果遇到了拥塞之后又立刻恢复导致报文段比他后面的报文来的迟，那么在3个确认报文发送期间可以被收到就可以避免快重传，超过三个不管什么原因都进行快重传。
4. 快恢复：由于收到了3个相同的确认报文，说明有三个报文已经到达了服务器，为了提高性能，窗口就要扩大一些，或者把慢开始上限提高到当前窗口一半，再进行慢开始。

3.UDP

• 用户数据报协议UDP
• 传输控制协议TCP

1. UDP不要先建立连接，不是面向连接的。
2. UDP只有2个字段，一个首部字段一个数据字段。
3. 首部字段只有8个字节 。

4.网络层提供不可靠服务

• 网络层向上提供 无连接 尽最大努力交付的数据报服务。
  1. 尽最大努力就是不可靠：当路由器缓存溢出，他会将缓冲区的所有数据报丢弃并发送UCMP错误报告给发送源
  2. 接收方接收到IP报文时，会计算首部校验和，如果发现有误则丢弃报文，并不会通知任何信息给发送源。
     1. 发送方设置校验和
        1. 首先把校验和（16bit）设为0，将头部每16bit划分为一个间隔字段。
        2. 将所有间隔字段二进制相加求和在取反。
        3. 将结果写入校验和。　
     2. 接收到检验校验和
        1. 将头部每16bit划分为一个间隔字段。
        2. 所有字段（包括校验和）二进制求和取反。
        3. 如果为0，则正确，如果不为0则有错误，就要丢弃。

　　　　  3.所有可靠性由运输层或者应用层实现。

5.常见的网络端口和协议

• 端口地址都是16比特，可以有在0---65535范围内的端口号。
• 公认端口即众所周知的端口号，范围从0到1023，这些端口号一般固定分配给一些服务。

20/21	TCP	FTP	文件传输，21端口用于连接，20端口用于传输数据
23	TCP	Telent	Internet远程登录服务
25	TCP	SMTP	简单邮件传输服务器
53	UDP	DNS	域名服务器
69	UDP	TFTP	便于从系统下载启动代码
80	TCP	HTTP	超文本传输协议
110	TCP	POP3	邮件协议3
443	TCP	HTTPS	安全的超文本传输协议