TCP

为了提供可靠的数据传输，TCP依赖很多底层原理，包括：错误检测，重传，累计确认，计时器，和头部域序号和确认号

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1. TCP连接

TCP是一个面向连接的协议，因为在一个应用进程开始发送数据给另一个之前，两个进程必须首先相互 “握手” ，也就是，他们必须相互发送一些初步的段（segment）来确认用来建立可靠数据传输的参数，作为建立TCP连接的一部分，连接的双方将会初始化很多于TCP连接关联的TCP状态变量。

TCP连接能够提供全双工服务（full-duplex service）。如果一台主机上的进程A与另一台主机上的进程B有一条TCP连接，那么应用层的数据可以从进程A流动到进程B，与此同时应用层的数据也可以从进程B流动到进程A。

一条TCP连接也是点对点（point-to-point）的，也就是一个发送者和一个接收者。而被称为“多播”的则是数据传输从一个发送者到多个接收者在一个发送操作中完成。这对于TCP是不可能的，对于TCP来说两个正好，三个太多。

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让我们来考虑从客户端进程向服务端进程发送数据。客户端进程通过套接字传递数据流，如图3.28所示，TCP将此数据定向到连接的发送缓冲区，该缓冲区是在三次握手期间初始化的缓冲区之一。 TCP将不时地从发送缓冲区中获取数据块并将数据传递到网络层。可以获取的并且放置在一个段中的最大数据量受 MSS（maximum segment size）的限制。通常通过首先确定本地发送主机可以发送的最大链路层帧的长度（maximum transmission unit, MTU）来设置 MSS，然后设置MSS以确保TCP报文段（当封装在IP数据报中时）加上TCP / IP报头长度（通常为40个字节）能够装进单个链路层帧。以太网和PPP链路层协议都具有1,500字节的MSS。还有一种方法来发现路径MTU--可以在源到目的地的所有链路上发送的最大链路层帧[RFC 1191] - 并根据路径MTU值设置MSS。请注意，MSS是段中应用层数据的最大数量，而不是包含标头的TCP报文段的最大大小。（这个术语令人困惑，但我们必须忍受它，因为它根深蒂固。

TCP将客户端的每个数据块与TCP报文段头部配对，从而组从一个TCP报文段。TCP连接的双方都有自己发送缓冲区和接收缓冲区。

我们从这个讨论中看到，TCP连接由缓冲区，变量和到一个主机中的进程的套接字连接，以及另一组缓冲区，变量和到另一个主机中的进程的套接字连接组成。

2. TCP报文段的结构

TCP报文段由多个头部字段和一个数据字段组成，数据字段包含了一块应用层数据，上文提到过， MSS 限制了报文段的数据字段的最大大小。

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3. 往返时间(RTT)估计和超时

在实现 超时/重传 机制时候有很多微妙的问题出现。可能最明显的问题是超时间隔的长度（the length of timeout intervals）。很明确的是，超时时常莺歌大于连接的往返时间(RTT)，就是从一个报文段从被发送直到被确认的时间。

估计RTT

大多数TCP实现不是对每个传输的报文段都测量SampleRTT，而是一次只进行一次SampleRTT测量。也就是说，在任何时间点，仅针对所发送但当前未确认的报文段段之一估计SampleRTT，从而在每个RTT大约一次得到SampleRTT的新值。此外，TCP从不为已重新传输的段计算SampleRTT; 它仅测量已传输一次的段的SampleRTT。
$EstimatedRTT = (1-x) * EstimatedRTT + SampleRTT$