面试问题之计算机网络:TCP如何保证数据可靠传输

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TCP协议传输的特点主要就是面向字节流、传输可靠、面向连接。

TCP保证数据可靠传输的方式主要有以下六点:校验和、确认应答与序列号、超时重传、连接管理、流量控制、拥塞控制。

1、校验和

在数据传输的过程中,将发送的数据段都当做一个16位的整数。将这些整数加起来。并且前面的进位不能丢弃,补在后面,最后取反,得到校验和。发送方在发送数据之前计算校验和,并进行校验和的填充。接收方收到数据后,对数据以同样的方式进行计算,求出校验和,与发送方的进行比对。

注意:如果接收方比对校验和与发送方不一致,那么数据一定传输有误。但是如果接收方比对校验和与发送方一致,数据不一定传输成功。

2、确认应答与序列号

序列号:TCP传输时将每个字节的数据都进行了编号,这就是序列号。

确认应答:TCP传输的过程中,每次接收方收到数据后,都会对传输方进行确认应答。也就是发送ACK报文。这个ACK报文当中带有对应的确认序列号,告诉发送方,接收到了哪些数据,下一次的数据从哪里发。

序列号的作用不仅仅是应答的作用,有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序,并且去掉重复序列号的数据。这也是TCP传输可靠性的保证之一。

3、超时重传

简单理解就是发送方在发送完数据后等待一个时间,时间到达没有接受到ACK报文,那么对刚才发送的数据进行重新发送。由于TCP传输时保证能够在任何环境下都有一个高性能的通信,因此这个最大超时时间(也就是等待时间)是动态计算的。

4、连接管理

连接管理就是三次握手和四次挥手的过程,保证可靠的连接,是保证可靠性的前提。

5、流量控制

接收端在接收到数据后,对其进行处理。如果发送端的发送速度太快,导致接收端的结束缓冲区很快的填充满了。此时如果发送端仍旧发送数据,那么接下来发送的数据都会丢包,继而导致丢包的一系列连锁反应,超时重传。而TCP根据接收端对数据的处理能力,决定发送端的发送速度,这个机制就是流量控制。

6、拥塞控制

TCP通过维护一个拥塞窗口来进行拥塞控制。网络中没有出现拥塞,拥塞窗口的值就可以再增大一些,以便把更多的数据发送出去。网络出现拥塞,拥塞窗口的值就应该减小一些,以减少注入到网络中的数据包数。

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