傳輸層協議UDP和TCP

UDP和TCP的比較：

UDP	TCP
UDP是無鏈接的 UDP提供不可靠服務 UDP同時支持點到點和多點通訊 UDP是面向報文的 UDP首部8個字節	TCP是面向鏈接的 TCP提供可靠服務 TCP只能進行點到點通訊 TCP是面向字節流的 TCP首部20個字節

TCP鏈接管理：

鏈接創建（三次握手）：

注意：TCP報文首部SYN和FIN置位的時候須要消耗一個序列號，而僅有ACK置位時不須要消耗序列號。

鏈接釋放（四次握手）：

TCP可靠傳輸

TCP是可靠的傳輸層協議，主要經過確認機制和超市重傳機制實現可靠傳輸。

確認機制：

鏈接的創建和釋放用的就是確認機制。

TCP和確認是對接收到的最高序號表示確認。但返回的確認序號是已收到的數據的最高序號加一。也就是說確認序號表示下次但願收到的數據字節的序號。確認具備累計確認效果。

超時重傳機制：

超時重傳機制最關鍵的因素的重傳定時器的定時設置，但肯定合適的往返時延RTT是至關困難的事情。

TCP採用了一種自適應算法。算法思想描述以下：記錄每個報文段發出的時間以及收到相應的確認報文段的時間，這兩個時間差就是報文段的往返時延。將各個報文段的往返時延樣本加權平均，就獲得報文段的平均往返時延RTT。

• RTT新值 = RTT樣本（第一次測量）
• RTT新值 = α*RTT舊值 + （1-α）*新的RTT樣本

TCP有三種定時器：重傳定時器、持續定時器、保活定時器。

TCP流量控制

經過接收方的接收窗口rwnd實現。在通訊過程當中，接收方能夠根據本身的接受狀況動態地調整本身的接收窗口，而後告訴發送方，讓發送方的發送窗口和本身的接收窗口一致。

TCP擁塞控制

擁塞控制的基本功能是避免網絡發生擁塞。TCP/IP的擁塞控制機制主要集中在傳輸層實現。擁塞控制的前提條件是網絡可以承受現有的網絡負荷。

擁塞控制經過擁塞窗口cwnd實現。注意：發送窗口的取值依據擁塞窗口和接收窗口中的較小值，即Min[rwnd,cwnd]。發送方控制擁塞窗口的原則是：只要網絡沒有出現阻塞，擁塞窗口就能夠再大一些；但只要出現阻塞，擁塞窗口就減少一些。

爲了更好的進行擁塞控制，用到四種技術：慢啓動、擁塞避免、快速重傳、快速恢復。

• 慢啓動：在TCP剛創建鏈接或當網絡發生擁塞超時時，將擁塞窗口設置爲一個報文段大小，而且當cwnd<=ssthresh時，指數方式增大cwnd。
• 擁塞避免：當cwnd>=ssthresh時，爲避免網絡發生擁塞，進入擁塞避免算法，這時線性增大cwnd(每次增大一個報文段)。當網絡發生擁塞時，就要把門限值ssthresh設置爲出現擁塞時發送方cwnd的一半（但不能小於2），而後把擁塞窗口重置爲1，執行慢啓動算法。
• 快速重傳：發送方若是連續收到對同一報文段三個重複確認ACK, 則當即重傳該報文段，而沒必要等重傳定時器超時後重傳。
• 快速恢復：當採用快速重傳算法時，直接執行擁塞避免算法。這樣能夠提升傳輸效率。