面試問題之計算機網絡：TCP如何保證數據可靠傳輸

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TCP協議傳輸的特色主要就是面向字節流、傳輸可靠、面向鏈接。

TCP保證數據可靠傳輸的方式主要有如下六點：校驗和、確認應答與序列號、超時重傳、鏈接管理、流量控制、擁塞控制。

一、校驗和

在數據傳輸的過程當中，將發送的數據段都當作一個16位的整數。將這些整數加起來。而且前面的進位不能丟棄，補在後面，最後取反，獲得校驗和。發送方在發送數據以前計算校驗和，並進行校驗和的填充。接收方收到數據後，對數據以一樣的方式進行計算，求出校驗和，與發送方的進行比對。

注意：若是接收方比對校驗和與發送方不一致，那麼數據必定傳輸有誤。可是若是接收方比對校驗和與發送方一致，數據不必定傳輸成功。

二、確認應答與序列號

序列號：TCP傳輸時將每一個字節的數據都進行了編號，這就是序列號。

確認應答：TCP傳輸的過程當中，每次接收方收到數據後，都會對傳輸方進行確認應答。也就是發送ACK報文。這個ACK報文當中帶有對應的確認序列號，告訴發送方，接收到了哪些數據，下一次的數據從哪裏發。

序列號的做用不單單是應答的做用，有了序列號可以將接收到的數據根據序列號排序，而且去掉重複序列號的數據。這也是TCP傳輸可靠性的保證之一。

三、超時重傳

簡單理解就是發送方在發送完數據後等待一個時間，時間到達沒有接受到ACK報文，那麼對剛纔發送的數據進行從新發送。因爲TCP傳輸時保證可以在任何環境下都有一個高性能的通訊，所以這個最大超時時間（也就是等待時間）是動態計算的。

四、鏈接管理

鏈接管理就是三次握手和四次揮手的過程，保證可靠的鏈接，是保證可靠性的前提。

五、流量控制

接收端在接收到數據後，對其進行處理。若是發送端的發送速度太快，致使接收端的結束緩衝區很快的填充滿了。此時若是發送端仍舊發送數據，那麼接下來發送的數據都會丟包，繼而致使丟包的一系列連鎖反應，超時重傳。而TCP根據接收端對數據的處理能力，決定發送端的發送速度，這個機制就是流量控制。

六、擁塞控制

TCP經過維護一個擁塞窗口來進行擁塞控制。網絡中沒有出現擁塞，擁塞窗口的值就能夠再增大一些，以便把更多的數據發送出去。網絡出現擁塞，擁塞窗口的值就應該減少一些，以減小注入到網絡中的數據包數。