TCP的慢启动、拥塞机制和滑动窗口

TCP和UDP的对比

1.面向连接可靠 / 无连接的不可靠
2.面向字节流的，无边界的，每次发送后可以分包发送，最后进行数据合并（透明的保证了数据的依次，可靠） / 面向报文的，有边界的，每次发送一个报文，不能合并（效率更高但是需要自己保证数据的依次可靠）
3.有流量控制和拥塞控制 / 无
4.全双工 / 一对一，一对多，多对一，多对多
5.慢 / 快

TCP的慢启动

由于TCP连接会随着时间进行自我调谐，起初会限制连接的最大速度，如果数据传输成功，会随着时间的推移提高传输速度，这就是TCP的慢启动，所以http性能的优化关键并不在于高带宽而是低延迟，多路复用就是让所有的数据流通用一个TCP连接，让高带宽真正的服务于http性能的提升。2.0中解决了这个问题。

HTTP Pipelining其实是把多个HTTP请求放到一个TCP连接中一一发送，而在发送过程中不需要等待服务器对前一个请求的响应；只不过，客户端还是要按照发送请求的顺序来接收响应！而在2.0中通过二进制流标识而不需要按照顺序来接受响应
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TCP的拥塞机制

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1、慢开始：设置一个“拥塞窗口cwnd”，该变量和接受窗口共同决定了发送者的发送窗口，开始从1开始指数2递增，当达到了设置的“慢开始门限ssthresh”，则可以根据情况来执行拥塞避免算法——每次经过一个往返时间RTT就给拥塞窗口+1，线性增长
2、快重传，快恢复：
每次发出一个包都设置一个定时器，在定时器结束还没有收到确认则表示该包丢失，需要进行重传，当然定时器是后置的手段，快重传是当发送方收到了三个一样的确认，就知道该包出现了错误，立即重传该包，这时也会设置一个重传定时器，如果收到确认则执行拥塞避免算法（此时执行快恢复，慢开始门限减半，cwnd设置为此时的门限值，高起点，线性增长），如果仍然超时则执行慢开始算法（慢开始门限设置为原来的一半，将cwnd设置为1，执行慢开始算法，低起点，指数增长））

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超时重传是TCP协议保证数据可靠性的一个重要机制，其原理是在发送一个数据以后就开启一个计时器RTO，在一定时间内如果没有得到发送数据报的ACK报文，那么就重新发送数据，直到发送成功为止。这是数据包丢失的情况下给出的一种修补机制。一般来说，重传发生在超时之后，但是如果发送端接收到3个以上的重复ACK，就应该意识到，数据丢了，需要重新传递。这个机制不需要等到重传定时器溢出，所以叫做快速重传，而快速重传以后，因为走的不是慢启动而是拥塞避免算法，所以这又叫做快速恢复算法。

• 收到三个重复的ACK是因为数据是传递是按序的，如果M1之后的M2丢失，服务端接受到M3M4M5都会返回M2的ACK
  快速重传和快速恢复旨在：快速恢复丢失的数据包。没有快速重传和快速恢复，TCP将会使用定时器来要求传输暂停。在暂停这段时间内，没有新的数据包被发送

TCP滑动窗口

滑动窗口进行流量控制，为了数据的不丢失，平衡不同设备之间的性能，需要接受方告知发送端它所拥有的缓存区大小，发送方根据这个数据来计算自己最多能发送的数据量，A发给B image.png

，为了防止B窗口的反馈信息空间rwnd丢失，会造成死锁，为了处理这种情况给A设置一个定时器，当时间到了则发送一个1字节的探测报文。