TCP如何保证消息顺序以及可靠性到达

TCP可靠性传输的工作原理

1、停止等待协议

2、连续ARQ协议

TCP可靠性传输的实现

1、以字节为单位的滑动窗口

2、超时重传时间的选择

3、选择确定SACK

 

面向连接：意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCP。

 

TCP通过下列方式来提供可靠性

1、应用数据被分割成TCP认为最合适发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。（将数据截断为合理的长度）。

2、当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。（超时重发）

3、当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，他将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒。（对于收到的请求给出确认响应）（之所以推迟，可能是要对包做完整性校验）

4、TCP将保持它首部和数据的校验和。这是一个端到端的校验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到这个报文段。（校验出包错，丢弃报文段，不给出响应，TCP发送数据端超时会重发数据）。

5、既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。（对失序数据进行重新排序，然后才交给应用层）、

6、既然IP数据报会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。（对于重复数据，能够丢弃重复数据）。

7、TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。（TCP可以进行流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出）TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

 

字节流服务：两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务。

TCP对字节流的内容不作任何解释：TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCII字符、EBCDIC字符或是其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。

 

TCP保证消息顺序

    主机每次发送数据时，TCP就给每个数据包分配一个序列号并且在一个特定的时间内等待接收主机对分配的这个序列号进行确认，如果发送主机在一个特定时间内没有收到接收主机的确认，则发送主机会重传这个数据包。接收主机一旦收到已经顺序化的数据，他就将这些数据按正确的顺序重组成数据流并传递到高层进行处理。

具体步骤如下：

1、为了保证数据包的可靠传递，发送方必须把已发送的数据包保留在缓冲区。

2、并为每个已发送的数据包启动一个超时定时器。

3、如果定时器超时之前收到了对方发来的应答信息（可能是对本包的应答，也可以是对本包后续包的应答），则释放该数据包占用的缓冲区。

4、否则重传该数据包，直到收到应答或重传次数超过规定的最大次数为止。

5、接收方收到数据包后，先进行CRC校验，如果正确则把数据交给上层协议，然后给发送包发送一个累计应答包，表明该数据已收到，如果接收方正好也有数据要发给发送方，应答包也可放在数据包中捎带过去。