TCP可靠传输

一、概述

1、什么是TCP可靠传输

由于网络层是不可靠传输，因此TCP层采用一些措施来提供可靠的传输。

可靠的传输应该满足下面两个要求：

（1）传输的信道不产生差错；

（2）保证传输数据的正确性，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。

即正确传输，接收方及时处理发送的数据

2、TCP如何实现可靠传输

TCP为了提供可靠传输：

（1）首先，采用三次握手来建立TCP连接，四次握手来释放TCP连接，从而保证建立的传输信道是可靠的。

（2）其次，TCP采用了连续ARQ协议（回退N，Go-back-N；超时自动重传）来保证数据传输的正确性，使用滑动窗口协议来保证接方能够及时处理所接收到的数据，进行流量控制。

（3）最后，TCP使用慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复来进行拥塞控制，避免网络拥塞。

这里我们先关注第二点：连续ARQ协议

二、连续ARQ协议

1、什么是ARQ协议

自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）是OSI模型中数据链路层的错误纠正协议之一。它包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议，错误侦测（Error Detection）、正面确认（Positive Acknowledgment）、逾时重传（Retransmission after Timeout）与负面确认继以重传（Negative Acknowledgment and Retransmission）等机制。

2、停止等待ARQ协议

想要知道为什么TCP使用连续ARQ协议，首先我们来看下什么是停止等待ARQ协议。

以下我们关注从A发送到B的情况

2.1 无差错情况

在无差错情况下，A发送完M1后，就什么也不干，等到B收到数据包，返回确认信息后给A，A收到确认信息。才会继续发送下一个数据包

2.2 超时重传

如果A在发送M1数据包给B的过程中出现差错，即不是正确的数据包到B这了。那么B就会丢弃。此时并不会给A返回确认信息。A在经过一段时间后，发现还是没有确认信息，就会将M1进行重传（即超时重传）

注意：

1、因为发送方发送的分组可能丢失，需要重传。所以需要保存已发送的分组副本。等到收到确认信息后，才会进行清除

2、超时时间需要略长于往返时间

2.3 确定丢失和确定迟到

当B收到A发送的数据，返回确认包时，存在丢失和迟到两种情况。针对这两种情况，有不同的处理方法

1、确认丢失

B收到M1包，但是B回传的确认包丢失。A重传M1，B丢弃重复的M1包，并且B再次回传确认包

2、确认迟到

B收到M1包，但是B回传的确认包并没有立即到A那里，A以为没有发送成功，再次发送。B丢弃重复的M1包，并且回传确认包。A继续发送M2包，此时A终于收到了第一次B发的确认包，这时A什么也不做

即：只要没有收到确认包，就要重发。收到了确认包就不再发送重复的