TCP（傳輸控制協議）的可靠傳輸是通過一系列機制保證數據準確、有序、不丟失地到達接收方。以下是TCP可靠傳輸的詳細過程及核心機制：
1. 數據分塊與序列號（Seq）
分塊：應用層數據被分割成適合傳輸的TCP報文段（MSS，通常1460字節）。
序列號（Seq）：每個字節都被編號，Seq表示該報文段第一個字節的序號。
例如：發送一個1000字節的數據，若Seq=1，則下一個報文段的Seq=1001。
2. 確認應答（ACK）
ACK機制：接收方收到數據后，必須發送ACK確認報文，告知發送方已成功接收。
ACK號?=?期望收到的下一個字節的序號（即最后一個成功接收的字節序號 +1）。
例如：收到Seq=1、長度=1000的數據，則返回ACK=1001。
累積確認：TCP通常對按序到達的連續數據批量確認（如ACK=1001表示1000及之前的所有字節已接收）。
3. 超時重傳（Retransmission）
RTO（Retransmission Timeout）：發送方為每個報文段啟動定時器，若超時未收到ACK，則重傳。
RTO動態計算：基于RTT（往返時間）自適應調整（如Karn算法、Jacobson算法）。
快速重傳：如果收到3個重復ACK（如連續收到ACK=1001），說明后續數據可能丟失，立即重傳而不等待超時。
4. 滑動窗口（Flow Control）
窗口大小（Window）：接收方通過TCP頭部的
Window字段告知可用緩沖區大小，控制發送方的速率（流量控制）。發送方只能發送窗口內未被確認的數據。
窗口動態滑動：隨著ACK的到達，窗口向前移動。
5. 順序控制與重排序
亂序處理：接收方通過Seq號對亂序報文段排序，僅對連續數據返回ACK。
SACK（選擇性確認）：可選機制，顯式告知發送方哪些數據塊已接收（解決非連續ACK的問題）。
6. 連接管理與狀態維護
三次握手：建立連接時同步初始序列號（ISN），確保雙方準備好傳輸。
過程：SYN → SYN-ACK → ACK。
四次揮手：可靠釋放連接，確保數據全部傳輸完畢。
過程：FIN → ACK → FIN → ACK。
7. 擁塞控制（Congestion Control）
慢啟動（Slow Start）：窗口從1個MSS開始，按指數增長（每RTT翻倍）。
擁塞避免（AIMD）：達到閾值后，窗口線性增長。
快速恢復：發生擁塞時（如丟包），窗口減半并進入線性增長階段。
可靠傳輸全過程示例
假設主機A向主機B發送數據：
發送數據：
A發送Seq=1、長度=1000的數據。
B收到后返回ACK=1001，窗口大小=3000。
滑動窗口：
A收到ACK=1001后，窗口向右滑動，繼續發送Seq=1001、2001、3001的數據。
丟包處理：
若Seq=2001丟失，B仍返回ACK=1001（重復ACK）。
A收到3個ACK=1001后，快速重傳Seq=2001。
擁塞控制：
網絡擁塞時，A檢測到丟包，將窗口從4000減半至2000，進入擁塞避免階段。
關鍵點總結
| 機制 | 作用 |
|---|---|
| 序列號（Seq） | 標識數據字節順序，解決亂序問題。 |
| 確認應答（ACK） | 接收方反饋成功接收的數據范圍。 |
| 超時重傳 | 確保丟失數據被重新發送。 |
| 滑動窗口 | 流量控制，防止接收方緩沖區溢出。 |
| 擁塞控制 | 動態調整發送速率，避免網絡過載。 |
| 連接管理 | 通過握手/揮手確保傳輸的可靠啟動和關閉。 |
為什么TCP是可靠的？
無丟失：通過ACK和重傳保證。
無重復：序列號去重。
無亂序：序列號和滑動窗口排序。
無錯誤：通過校驗和（Checksum）驗證數據完整性。
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