3.6 面向连接传输协议—TCP

点对点
可靠的、按序的字节流
流水线机制
- TCP拥塞控制和流量控制机制设置窗口尺寸，窗口尺寸是动态的
发送方/接收方缓存：采用介于GBN和SR之间的，故都有缓存
全双工
- 同一连接中双向传输
面向连接
- 通信双方在发送数据之前必须建立连接（面向连接）
- 连接状态只在链接的两端中维护，在沿途节点中并不维护状态
- TCP连接包括：两台主机上的缓存、链接状态变量、socket等
流量控制机制

sequence number 和 ack number：跟字节数有关，不是段的（？）
序列号（sequence number）
- segment中第一个字节的编号，而不是segment的编号
  - 如发送两个，不是1、2，可能是501、502，是字节的编号
- 建立TCP连接时，双方随机选择序列号
ACKs：
- 希望接收到的下一个字节的序列号（GBN和SR的ACK是表示这个收到了）
- 累计确认：该序列号之前的所有字节均已被正确接收到（像GBN）序列号不一定连续
选项
- U：URG，一般不使用
- A：ACK，表明ACK字段是否有效
- P：PSH，立刻推到上层，没用
- RSF：RST、SYN、FIN，与连接有关
Receive window：：接收窗口的大小，所愿意接收的字节的数目，可以流量控制
Checksum：Internet校验和
Q：接收方如何处理乱序到达的segment？

A：TCP规范中没有规定，有TCP的实现者做出决策

如何设置定时器的超时时间
- 大于RTT：但是RTT（往返延时）是变化的（根据网络情况）（如何测量RTT也是个问题）
- 过短：不必要的重传
- 过长：对段丢失时间反应慢
如何估计RTT（考点）
- SampleRTT：测量从段发出去到收到ACK的时间
  - 需要忽略重传
- SampleRTT变化
  - 测量多个SampleRTT，求平均值形成估计值 EstimatedRTT
  - ERTT = (1 - α) * ERTT + α * SRTT（指数加权移动平均）（考虑了以前也考虑了现在）
  - α典型值：0.125
定时器超时时间的设置（考点）
- EstimatedRTT + 安全边界
- ERTT变化大 -> 较大边界
- 测量RTT变化值：SRTT和ERTT的差值
  - DevRTT = (1 - β) * DevRTT + β * |SRTT - ERTT|
  - β典型值：0.25
- TimeOutInterval = EstimatedRTT + 4 * DevRTT

通过重复ACK检测分组丢失
- sender会背靠背地发送多个分组
- 如果某个分组丢失，可能会引发多个重复的ACK
  - 某一丢了，乱序到达，但是会不停发丢了的ACK（我要啊）
如果sender收到对同一数据的三个ACK，假定该数据之后的段已经丢失
- 在定时器超时之前即进行重传
- Q：为什么是3次？

假定丢弃乱序得segment（虽然实际上不是这么做）
Buffer可用空间：spare room
- = RcvWindow
  
  = RcvBuffer - [LastByteRcvd - LastByteRead]
Reciever通过Segment得RcvWindow告诉Sender
Sender限制自己已发送但是还未接收到的ACK的数据不超过接收方空闲RcvWindow尺寸
接收方告诉发送方RcvWindow=0：
- 此时还可以发一个很小的信息，使得接收方可以通过返回的ACK得指RcvWindow从而避免死锁

客户端：发送SYN报文段
- SYN段置1：表示建立一个连接
- 传递初始序列号
- 不携带数据
服务器：答复SYNACK报文段
- 服务器分配必要的资源
- 选择自己的初始的序列号并告知客户端
- ACK，确认连接请求收到
客户端：答复ACK报文段
- SYN不再是1了
- 我收到了你同意建立连接的报文段
- 可以携带数据，这里应该就可以请求数据了如果时HTTP的话
  - 所以非持续HTTP一个对象需要两个RTT
- 第二次握手：ack是我想要的，所以是client_isn+1，我想要你的第二个序列号
- 第三次握手：seq就是client_isn+1，给你你要的，同时我也要setver_isn+1，且此时SYN为0

面向连接传输协议—TCP