传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
为数据提供可靠的端到端传输，处理数据的顺序和错误恢复，保证数据能够到达其相应到达的地方.
需要解决的问题:
1.可靠性:
①防丢失:确认与重传
②防重复:报文段序号
2.传输效率，流量控制:滑动窗口机制
3.拥塞控制:加速递减与慢启动技术
4.建立联连接:三次握手协议
5.关闭连接:改进的三次握手协议
TCP提供可靠性
>防丢失–带重传的肯定确认技术
①接收方收到数据后向源站发确认(ACK).
②设置定时器，源站在限定时间内未收到ACK，则重发.
两个问题
如何对待重复的数据?定时器时限设置多长?
>防重复–可捎带的累计确认技术
①为每一分组赋予序号.
②确认时也指明确认哪个分组.
③序号同时保证了分组间的正确顺序.
RTT与重传定时器
两个概念
①RTT:往返时间，报文段发出收到确认信息间的时间段.
②自适应重传算法:监视每个连接的性能，由此推算出适合的定时时限.当连接的性能变化时，随时修改定时时限.
重传定时时限的计算方法
早期的方法
改进的方法
确认的二义性问题:对于重传的报文段，收到确认后是对哪一次传输的确认无法确定.
- TCP报文段1没有收到确认.重传(即报文段2)后，收到了确认报文段ACK.
- 如何判定此确认报文段是对原来的报文段1的确认，还是对重传的报文段2的确认？
如果ACK报文是对重传报文的确认，但被认为是原始报文的确认，则RTTs十几件和RTO时间计算结果比实际偏大.如果后继再发生重传，则RTTs和RTO时间会越来越长.
如果ACK报文是对原始报文的确认，但被认为是重传报文的确认，则RTTs时间和RTO时间计算结果比实际偏小.如果后继再发生重传，则RTTs和RTO时间会越来越短.
结果:RTT样本值无法使用.
Karn算法和定时器补偿
思想:当超时重传发生时，不再更新RTT估计器，忽略重传样本.
定时器补偿:超时重传发生，加大定时时限.
当不再发生报文段的重传时，才根据报文段的往返时延更新平均往返时延RTT和超市重传时间RTO的数值.
一般的滑动窗口机制
思想:允许发送方不必等确认到来就可继续发送下面的分组，但规规定一个上限.若多个分组的确认未到时，则暂停发送.
TCP的滑动窗口技术
1.数据流的各字节被编上序号
2.TCP滑动窗口按字节操作而不是按报文段或分组操作
3.TCP窗口大小为字节数，最大为65535字节
4.通信双方都设有发送和接受缓冲区(相当于发送窗口和接收窗口).默认大小各系统有差异，如4096,8192,16382等.发送缓冲区大小为默认窗口大小.
5.TCP连接两端各有两个窗口(发送窗口和接收窗口).
TCP端到端流量控制–窗口大小可变技术
时机:目的主机缓冲区变小而不能接受源主机更多的数据时，就要进行流量控制.
TCP技术:可随时改变窗口大小.目的主机在确认时，还向源主机告知目的主机接受缓冲区的大小.
糊涂窗口综合征SWS
接收方的小窗口通告造成发送方发送一系列小的报文段，严重浪费网络带宽.
启发式的避免策略
Nagle算法的两个优点:
自适应:确认到达得越快，数据也就发送的越快.
计算简单:不需要定时器.
可关闭Nagle算法，应用程序接口一班提供选项TCP-NODELAY来关闭Nagle算法.
TCP拥塞控制技术
拥塞:交换节点(如路由器)数据负载过重的现象
TCP拥塞控制必要性:在TCP层，拥塞造成时延增加，又会造成超市重传，控制不当会进一步加重拥塞.
TCP才用了一种主动控制机制
1.拥塞控制技术:
①拥塞窗口cwnd:每个链接都有一个拥塞窗口，该窗口大小以字节为单位，但是增加和减少以MSS为单位.初始大小为1个MSS，临界值为64KB.
② 加速递减技术
指数级递减:出现超时重传时，将临界值设为当前拥塞窗口的1/2，拥塞窗口恢复为1个MSS大小.
指数退避:对保留在发送窗口中的报文段，将重传时限加倍.
③慢启动技术
指数递增:每次成功发送1个MSS长度的报文段，则发送方拥塞窗口加倍.
线性递增:增长到临界值后，每次增加1个MSS
发送窗口=min(接收方窗口通告，cwnd)
TCP报头
源端口和目的端口字段:各占2字节.端口是运输层和应用层的服务接口.运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现.
序号字段:占4字节.TCP连接中传输的数据流中的每一个字节都编上序号.序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号.
确认号字段:占4字节.是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号(已成功接收到的数据字节+1). - 序号和确认序号在一起时的确认可捎带进行.
- TCP采用累计确认策略.
- TCP采用经受时延的确认(时延一班为200ms):发送方无法收到所有成功传输的报文段的确认信息，对往返时间样本的精确测量带来影响.
数据偏移(即首部长度):占4位.它指出TCP报文段的数据起始距离TCP报文段的起始处有多远."数据偏移"的单位是32位字(以4字节为计算单位).
保留字段:占6位，保留为今后使用，但目前应置为0.
紧急URG:当URG=1时，表明紧急指针字段有效.它告诉系统此报文段中有金及数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据).
确认ACK:只有当ACK=1时确认号字段才有效.当ACK=0时确认号无效.
推送PSH:接受TCP收到PSH=1的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付.
复位RST:当RST=1时，表名TCP连接中出现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因)，必须释放连接，然后再重新建立运输连接.
同步SYN:同步SYN=1表示这是一个连接请求或连接接受报文.
终止FIN:用来释放一个连接.FIN=1表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接.
窗口字段:占2字节.用来让对方设置发送窗口的依据，单位为字节.
校验和:占2字节.检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分.在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部.
紧急指针字段:占16位.指出本报文段中紧急数据共有多少个字节(紧急数据放在本报文段数据的最前面).
选项字段:航都可变.TCP最初之规定了一种选项，即最大报文段长度MSS(Maximum Segment Size)==>是TCP报文段中的数据字段的最大长度.数据字段加上TCP首部才等于整个的TCP报文段.MSS=“TCP报文段长度减去TCP首部长度”.
端口，端点和连接
一堆整数(hostIP，port)标识通信一方的一个应用程序.
Windows环境下可用Netstat命令查看.
Netstat -o:列出每个端口相关的进程.
Netstat -r:显示路由表
码元比特(识别报文段的目的与内容)
TCP连接的建立:三次握手
功能:
1.同意连接协商，做好传输数据的准备
2.各自报文段ISN(初始序列号)协商(不能为"1")
3.协商MSS(只有SYN报文段能协商MSS)
说明:SYN报文段占用初始序号，发送数据的第一字节序号为ISN+1.
设置TCP数据包序列号显示方式:
