TCP是将报文段交给IP网络层传送的，而IP层是实现尽力而为的交付服务，并不是可靠的数据传输，所以TCP采用了一些机制来实现可靠的数据传输，使两个传输层的通信变得可靠。
一.工作原理：
1.可靠传输的要求
可靠的数据传输应该满足以下两个要求：
1.确保传输的信道不产生差错
2.保证数据传输的正确性，无差错，不重复，不丢失，按序到达。
这里有两层意思，一是能够正确的传输数据，二是接收方能够及时处理收到的数据
2.可靠传输的工作原理
TCP为了提供可靠传输：
（1）TCP采用三次握手来建立连接，四次挥手来释放连接，从而保证了建立的通信信道是可靠的。
（2）其次TCP采用了连续ARQ（回退N步；超时自动重传）协议，来保证数据传输的正确性，同时采用了滑动口协议来保证接收方及时的处理接受到的数据，进行流量控制。
（3）最后TCP采用慢开始，拥塞避免，快重传和快回复来进行拥塞控制，避免网络阻塞。
二.实现过程
1.三次握手
2.四次挥手
这两个在此略过，可以参考我之前的一篇博客《深入学习TCP协议》
3.TCP连续ARQ协议和滑动窗口协议
一.ARQ协议
ARQ协议即自动重传请求，是OSI模型中传输层和链路层的错误纠正协议之一。它通过确认和重传机制，在不可靠的IP传输的基础上实现可靠的数据传输。如果发送方在一段时间内没有收到确认，那么就会重新发送。ARQ包括停止等待ARQ和连续ARQ.拥有错误检测（Error Detection）、正面确认（Positive Acknowledgment）、超时重传（Retransmission after Timeout）和 负面确认及重传（Negative Acknowledgment and Retransmission）等机制。
（1）停止等待ARQ协议
要想弄明白为什么TCP要使用连续ARQ协议，首先需要弄清楚停止等待ARQ协议的原理。
TCP 连接是全双工的连接，也就是说在通信的时候，双方既是发送方，也是接收方。下面为了简化问题，只考虑一方发送，一方接受的情况。其中，A作为发送方，B作为接收方。
1.无差错情况
A发送分组M1，发送完就暂停发送，等待B的确认。B收到M1就向A发送确认。A在收到了对M1的确认后，就再发送下一个分组M2。依次下去发送剩余的数据…如下图所示：
2.出现差错
这里有两种情况，一是A发送的数据在过程中出现了差错，那么B在检测到了A发来的数据有错误的情况下，会直接丢弃，并不做任何回应，还有一种情况当A的数据报在发送的过中丢失的话，对这两种情况，B不会发送任何信息。
那既然是可靠的数据传输协议，那么一定有他自己的方法，A在一段时间内如何没有收到B的确认，就认为刚才的分组丢了，就会在重新发送，这既是超时重传机制。
超时重传的机制很简单，在A发送了一个分组后，设置了一个超时定时器，在超过定时器的时间内，如果没有收到确认，就重传该分组，如果收到了确认，就撤销这个超时定时器。如下图所示
这里应该注意的是：
①既然发送方发送的分组很有可能丢失，那么在发送一个分组以后要保留分组的副本，在收到确认后再删除副本。
②分组和确认分组都应该有编号，这样才可以知道应该发送哪个分组，收到了哪个分组的确认信息。
③超时计时器设置的时间应该略长于分组传送往返时间。
3.确认丢失和确认延迟
上面说的都是发送存在的问题，那接受方也可能有问题。
例如，如果A发送了M1分组，到达B，B发送了M1确认信息，但由于网络原因，该确认信息丢失。那么这个时候，A在超时重传时间内，没有收到B的确认信息，而且它并不知道是自己的分组有差错、丢失，还是B发生的确认丢失了。因此，A会在超时重传过后，重传M1分组。
接收方B会采取这两个行动：
①B会丢弃M1分组，不向上层交付。（B之前已经收到过M1分组了）
②向A发送确认（因为A重发了，肯定重传时间内没有收到确认信息）
还有可能是另一种情况，就是B发送了确认，没有丢失，但是延迟了。也就是说，B发送的确认在A超时计时器过期后才到达。 这种情况下，A会重新发送分组，接受到B的又一次确认后在发送下一个分组，后面会受到B最开始迟到的确认，但是什么都不做。
根据上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的网络上实现可靠的传输。
4.信道利用率
停止等待ARQ协议的优点是简单，但也有很严重的确定，就是信道利用率太低。如下图所示：
信道利用率U = TD / (TD + RTT + TA)
二.连续ARQ协议
由于停止等待ARQ协议信道利用率太低，所以需要使用连续ARQ协议来进行改善。这个协议会连续发送一组数据包，然后再等待这些数据包的ACK。
发送方采用流水线传输。流水线传输就是发送方可以连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停下来等待对方确认。如下图所示：
连续ARQ协议通常是结合滑动窗口协议来使用的，发送方需要维持一个发送窗口，如下图所示：
图（a)就是发送方维持的窗口，它的意思是，在发送窗口内的五个分组可以连续发送出去，不需要等待对方的确认，这样提高了信道的利用率。
连续ARQ协议规定，发送方每收到一个确认，就把窗口向前移动一个，如图b如果原来发送了前五个，那么现在可以发送第六个了。
接收方一般是采用累计确认的方式，不是对每一个收到的的分组都发送给=一个确认，而是在收到连续的几个有序分组后，对最后一个分组确认，这样就代表在这个分组之前的所有分组都收到了。
累积确认的优点是容易实现，即使确认丢失也不必重传。但缺点是，不能正确的向发送方反映出接收方已经正确收到的所以分组的信息。比如发送方发送了前5个分组，而中间的第3个分组丢失了，这时候接收方只能对前2个发出确认。而不知道后面3个分组的下落，因此只能把后面的3个分组都重传一次，这种机制叫Go-back-N（回退N），表示需要再退回来重传已发送过的N个分组。
二.滑动窗口协议
滑动窗口协议在在发送方和接收方之间各自维持一个滑动窗口，发送发是发送窗口，接收方是接收窗口，而且这个窗口是随着时间变化可以向前滑动的。它允许发送方发送多个分组而不需等待确认。TCP的滑动窗口是以字节为单位的。
如下图所示，发送窗口中有四个概念：：已发送并收到确认的数据（不在发送窗口和发送缓冲区之内）、已发送但未收到确认的数据（位于发送窗口之内）、允许发送但尚未发送的数据（位于发送窗口之内）、发送窗口之外的缓冲区内暂时不允许发送的数据。
接收窗口中也有四个概念：已发送确认并交付主机的数据（不在接收窗口和接收缓冲区之内）、未按序收到的数据（位于接收窗口之内）、允许的数据（位于接收窗口之内）、不允许接收的数据（位于发送窗口之内）。
规则：
（1）凡是已经发送过的数据，在未收到确认之前，都必须暂时保留，以便在超时重传时使用。
（2）只有当发送方A收到了接收方的确认报文段时，发送方窗口才可以向前滑动几个序号。
（3）当发送方A发送的数据经过一段时间没有收到确认（由超时计时器控制），就要使用回退N步协议，回到最后接收到确认号的地方，重新发送这部分数据。
此外，TCP利用滑动窗口协议来进行流量控制，如下图所示：
