TCP协议
TCP --- 传输控制协议
是一种面向连接的可靠传输协议 。
面向连接 --- 在传输数据之前，收发双方先建立的一条逻辑上的通路。 ---> 进行参数协商 。
传输层 --- TCP 是在不可靠的 IP 层面之上来实现的一种可靠的数据传输协议。 ---> 有序传输、无丢失、
不重复、实现一种可靠传输行为 。
特点：
面向连接 --- 三次握手、四次挥手
提供可靠交付的服务。
每一条 TCP 连接都只能存在两个端点。 即点对点行为 。两端使用 套接字 (IP+ 端口 ) 来描述。
TCP 提供 全双工通信 ；
发送缓存
准备发送的数据
已经发送，但是没有收到确认的数据
接收缓存
按序到达，但未被应用程序读取的数据
乱序到达的数据
TCP 是 面向字节流 传输的协议； --- 以字节为单位 。 TCP 把应用程序交付下来的数据仅仅看做是一连
串无结构的字节流。
TCP 报文头部
序列号 ：也是在标识报文的序号； 每个报文都必须包含序列号 。
序列号 = 上一个分组序列号 + 上个分组中传输的数据量 ；
能够帮助接收方进行数据排序。
确认序列号 ：
通过确认序列号，来实现对数据的确认。
功能： 1. 代表接收方希望收到的下一个报文的序列号； 2. 代表该确认序列号之前的所有数据已
经收到 。
窗口大小 --- 指的是发送本报文的设备的接收窗口大小，即允许对方连续发送的数据量 。
紧急指针 --- 用来标记需要紧急处理的数据大小。
控制位 --- 标记位
紧急位 URG --- 代表此时的数据中，存在需要立即处理的数据，这部分数据不应该在缓存中排
队，需要立即处理，与紧急指针字段结合使用。
确认位 ACK --- 只有当 ACK=1 时，确认序列号才有意义 ； 在连接建立之后，所有传输的报文都
必须将 ACK 置位为 1 。
推送位 PSH --- 接收方应该尽快处理数据，不需要等待缓存填满等要求。
复位 RST
同步位 SYN --- 连接建立请求标志
终止位 FIN --- 连接释放标志，前提，本地数据传输完毕 。
在逐包确认机制中，发送方每发送一个数据，都需要等待接收方的确认报文，收到确认报文后，才
可以发送下一个报文信息，导致数据传输效率较低。而接收方只有将数据从接收缓存中提取给应用程序
处理后，才会发送确认报文 。
TCP 可靠性
手段 --- 确认、重传、排序、流控 排序机制
TCP 具备分段操作。 IP 协议具有分片操作。 ---> 分别基于 MSS 或 MTU 进行拆分 。
IP 分片和 TCP 分段是冲突的 。
MTU --- 代表数据帧中的数据信息 --- 最大传输单元（网络层 + 传输层 + 应用层）
MTU 是每一个接口所要维护的一个参数信息，代表该接口所在链路传输单个数据分组的最大
值 。
1500 字节。 --- 在以太网或 PPP 链路中。
MSS --- 代表数据大小 --- 最大段长度（应用层）
MSS = MTU - 网络层头部 - 传输层头部
该参数需要在 TCP 建立握手阶段时，通过前两个 SYN 报文进行参数协商，选择最小的 MSS 作为
后续传输的报文大小。之后传输的任何 TCP 报文，都不会在携带 MSS 数值，该参数携带在选项
字段 。
PMTU--->Path MTU---> 路径 MTU
确认机制
是可靠性机制的核心点 。 TCP 协议每发送一个数据报文，都需要让对端回复一个确认报文。
逐包确认 --- 累积确认 --- SACK( 选择确认机制 )
选择确认机制 --- 在 TCP 头部中增加一个选项字段，该字段包含了自己已经收到的数据信息。接收方
在确认报文中携带该字段，而发送方可以根据该字段判断需要重传的数据信息 。 --- 该功能需要协商。在
三次握手的前两次 SYN 报文中进行协商。
重传机制
发送方，什么时候会进行重传？
超时重传机制
发送者根据一个时间来判断，如果在时间超时时，没有收到对端的确认报文，则认为需要进行
重传。
RTT --- 往返时间：发送一个数据包，到收到对端反馈的确认报文的这段时间 。
RTO --- 超时重传时间：略大于 RTT 时间 。
这两个时间都是根据网络中实际报文的传输速率而动态变化的 。
超时间隔加倍 --- 当同一个 RTO 时间内没有收到回复，则下一个 RTO 时间加倍，但是不会无线
加倍，到达一定次数后，会舍弃重传报文。
快速重传机制 --- 当发送方连续收到三个冗余 ACK 报文时，将会触发重传机制。
TCP 流量控制机制
属于 TCP 传输效率问题。 单位时间内发送的数据量 。 在逐包确认机制中，只有收到对端的确认报文，才可以发送下一个报文；而确认报文只有对端接收
并处理数据后才会回复，如果没有及时处理数据，则发送方需要一直等待，导致数据传输效率过低。 --->
在接收方忙其他事情的时候，较多的传输自己的数据报文 。 ---> 窗口 --- 无需等待确认，可以继续发送的
数据包的最大量 。
窗口的大小 --- > 体现在接收缓存上。跟随接收缓存中剩余空间量的改变而变化的 。
窗口的大小，可以实现的是对数据传输效率高低的调整 。 真正用来实现流控机制的是窗口关闭机
制 。
窗口关闭 --- 窗口值是一个动态变化的数值，那么就一定存在归 0 的可能。
但是窗口关闭机制存在隐患，当服务端关闭窗口，然后打开窗口时，发送的窗口大小不为 0 的数据报
文丢失，则双方进入 死锁状态 。 --- 解决方法：客户端周期发送探测报文，该报文仅携带 1 字节数据。
TCP 的拥塞控制机制
拥塞 ---> 网络中对资源需求超过了资源可用量的情况被称为拥塞 。传输数据的带宽资源小于传输的
数据量本身。 ---> 拥塞的结果一定是分组丢失 。
流量控制是为了让接收方能够来得及接收数据；而拥塞控制是为了降低整个网络的拥堵情况 。
TCP 拥塞控制的核心问题：
如何判断网络此时发生了拥塞？ --- 1. 发生超时重传； 2. 接收到 3 次冗余 ACK 报文 ；
如何去控制数据的发送量？ --- 拥塞控制算法 --- 目的就是计算，限制拥塞窗口 --- 慢启动，拥塞避免，
快速恢复 。
慢启动 --- cwnd 一开始会被设置为一个较小的数值，一般等同于一个 MSS ，即一次只能发送一
个数据报文段。每收到一个新的 ACK( 重传的不算 ) ，就会增加一个 MSS 的大小 。
该算法实际呈现指数性增长。
慢启动门限 --- 决定了慢启动算法使用到什么时候
当 cwnd < 门限，使用慢启动算法
当 cwnd > 门限，使用拥塞避免算法
如果等于，则两者都可以使用
拥塞避免 --- 不是直接避免拥塞，而是通过降低 cwnd 的增大速率而使得网络不容易出现拥塞 。
每完成一次通讯过程，则增加一个 MSS 。
快速恢复
当 TCP 发现触发超时重传时，会将门限值设定为当前 cwnd 的一半，然后将 cwnd 调整为
一个 MSS 数值 。
当 TCP 接收到 3 次冗余 ACK 时，判断发生拥塞，此时会采取快速恢复算法，将门限值设定
为 cwnd 的一半，然后将 cwnd 设定为当前门限值，直接通过拥塞避免算法进行增长 。
因为发送方需要根据拥塞情况来调整自己的发送速率，故， TCP 引入了一个新的参数，称为 拥塞窗
口 --cwnd 。 --- 该参数与接收窗口 (rwnd) 一样，都可以对发送的字节数大小做限制。
发送方，发出未收到确认的字节数必须小于等于 rwnd 和 cwnd 中的最小值 。
发送窗口 = min （ cwnd ， rwnd ）
延迟确认机制 --- 一般最大延迟时间为 0.5 秒。捎带应答机制 --- 将确认报文和回执数据一起发送。