一、TCP概述
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點對點：一個發送方，一個接收方。
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可靠的、按序的字節流
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流水線機制：TCP擁塞控制和流量控制設置窗口尺寸。
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發送方/接收方緩存
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全雙工（full-duplex）：同一連接中能夠傳輸雙向數據流。
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面向連接
- 通信雙方在發送數據之前必須建立連接；
- 連接狀態只在連接的兩端中維護，在沿途節點中並不維護狀態；
- TCP連接包括：兩臺主機上的緩存、連接狀態變量、socket等。
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流量控制機制
二、TCP：序列號和ACK
序列號
- 序列號指的是segment中第一個字節的編號，而不是segment的編號
- 建立TCP連接時，雙方隨機選擇序列號
ACKs
- 希望接收到的下一個字節的序列號
- 累計確認：該序列號之前的所有字節均已被正確接收到
問題：接收方如何處理亂序到達的segment？
- TCP規範中沒有規定，由TCP的實現者做出決策
三、TCP可靠數據傳輸概述
- TCP在IP層提供的不可靠服務基礎上實現可靠數據傳輸服務
- 流水線機制
- 累計確認
- TCP使用單一重傳定時器
- 觸發重傳的事件
- 超時
- 收到重複ACK
- 漸進式
- 暫不考慮重複ACK
- 暫不考慮流量控制
- 暫不考慮擁塞控制
四、TCP RTT和超時
如何設置定時器的超時時間？
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大於RTT，但RTT是變化的
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過短：不必要的重傳
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過長：對段丟失時間反應慢
如何估計RTT？
- SampleRTT：測量從段發出去到收到ACK的時間，忽略重傳
- SampleRTT變化：測量多個SampleRTT，求平均值，形成RTT的估計值EstimatedRTT
定時器超時時間的設置
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EstimatedRTT+“安全邊界”
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EstimatedRTT變化大→較大的邊界
測量RTT的變化值：SampleRTT與EstimatedRTT的差值
- DevRTT=（1-β）×DevRTT + β×|SampleRTT-EstimatedRTT|（typically，β=0.25）
定時器超時時間的設置
TimeoutInterval=EstimatedRTT+4×DevRTT
五、TCP發送方事件
- 從應用層收到數據
- 創建Segment
- 序列號是Segment第一個字節的編號
- 開啓計時器
- 設置超時時間：TimeOutInterval
- 超時
- 重傳引起超時的segment
- 重啓定時器
- 收到ACK
- 如果確認此前未確認的segment
- 更新SendBase
- 如果窗口中還有未被確認的分組，重新啓動定時器
六、快速重傳機制
- TCP的實現中，如果發生超時，超時時間間隔將重新設置，即將超時時間間隔加倍，導致其很大
- 重發丟失的分組之前要等待很長時間
- 通過重複ACK檢測分組丟失
- Sender會背靠背地發送多個分組
- 如果某個分組丟失，可能會引發多個重複的ACK
- 如果sender收到對同一數據的3個ACK，則假定該數據之後的段已經丟失
- 快速重傳：在定時器超時之前即進行重傳
七、TCP流量控制
- 思想：接收方爲TCP連接分配buffer
- 上層應用可能處理buffer中數據的速度較慢
- 控制發送方不會傳輸的太多、太快以至於淹沒接收方（buffer溢出）
- 本質：速度匹配機制
八、TCP連接管理
- TCP sender和receiver在傳輸數據前需要建立連接
- 初始化TCP變量
- seq.#
- Buffer和流量控制信息
- Client：連接發起者
- Server：等待客戶連接請求
- 建立：三次握手