TCP是如何保證可靠傳輸的?
網絡中存在多種因素可能導致數據在傳輸過程中丟失、損壞或亂序,如傳輸媒介的不穩定性、擁塞、丟包等。為應對這些問題,TCP引入了一系列機制來保證數據的可靠傳輸。
圖片
圖片
1 連接管理機制
TCP是一種面向連接的可靠傳輸協議,TCP使用三次握手和四次揮手來建立和終止連接。通過三次握手,發送方和接收方交換序列號、窗口大小等信息,確保雙方都準備好進行數據傳輸。在傳輸過程中,通過四次揮手正常終止連接,確保最后的數據能夠完整傳輸。
圖片
圖片
2 序列號和確認應答機制
TCP通過給每個字節分配一個序列號來跟蹤數據的傳輸。發送方按序列號將數據分割成多個報文段,并發送到網絡中。接收方通過確認應答(ACK)機制告知發送方已成功接收到數據。如果發送方在一定時間內未收到確認應答,則會重新發送相應的數據。
圖片
圖片
圖片
3 重傳機制
為了確保數據的可靠傳輸,TCP在發送數據后啟動一個定時器。如果在定時器時間內未接收到確認應答,則認為數據丟失,發送方會重新發送該數據(超時重傳)。此外,如果收到同一個數據包的多次確認,說明也有數據丟失,也會觸發重傳(快速重傳)。
圖片
圖片
4 流量控制
流量控制,就是接收方調控發送方的發送速度不要太快的機制 。滑動窗口機制允許發送方在未收到確認應答之前發送多個數據報文段,提高傳輸效率。接收方通過窗口大小來告知發送方可以接收的數據量。發送方根據窗口大小進行流量控制,確保不會發送超出接收方處理能力的數據。
圖片
圖片
圖片
圖片
5 擁塞控制
TCP還通過擁塞控制機制來優化網絡性能并避免網絡擁塞。擁塞控制算法根據網絡的擁塞情況自適應地調整發送方的發送速率,防止過多的數據注入網絡,避免網絡擁塞和數據丟失。
圖片
圖片
圖片
圖片
TCP通過上述機制來保證數據的可靠傳輸,確保數據在網絡中的完整性、一致性和正確性。無論是處理網絡丟包、亂序、擁塞還是其他異常情況,TCP都能自適應地調整傳輸策略,提供可靠的傳輸服務。
圖片