TCP

一，报文结构

• TCP的包是没有IP地址的，那是IP层上的。但是有源端口和目标端口。
• Window又叫Advertised-Window，也就是滑动窗口（Sliding Window）

• TCP Flag ，也就是包的类型，主要是用于操控TCP的状态机的。

  SYN 同步序号
  FIN 发送方完成数据发送
  RST 复位连接
  PSH 尽可能的将数据送往接收进程
  

二，建立与关闭连接

• 关于建连接时SYN超时
  在Linux下，默认重试次数为5次，重试的间隔时间从1s开始每次都翻售，5次的重试时间间隔为1s, 2s, 4s, 8s, 16s，总共31s，第5次发出后还要等32s都知道第5次也超时了，所以，总共需要 1s + 2s + 4s+ 8s+ 16s + 32s = 2^6 -1 = 63s，TCP才会把断开这个连接。

• TIME_WAIT
  TIME_WAIT状态也称2MSL（报文段最大生存时间）等待状态。
  从TIME_WAIT状态到CLOSED状态，有一个超时设置，这个超时设置是 2*MSL（RFC793定义了MSL为2分钟，Linux设置成了30s）

三，可靠数据传输

1,MSS

最大报文段长度表示TCP传往另一端的最大数据库的长度。当一个连接建立的时候，连接的双发都要告知各自的MSS。

报文段越大允许每个报文段传送的数据就越多，相对IP和TCP首部就有更高的利用率。

2，序号

用来解决网络包乱序（reordering）问题

3，确认号

用来解决不丢包的问题

4，滑动窗口

TCP头里有一个字段叫Window，又叫Advertised-Window，这个字段是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据。于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端处理不过来。

5,超时重传

根据RTT（Round Trip Time）设置RTO（Retransmission TimeOut）。

6，快速重传

如果发送方连续收到3次相同的ack，就立即重传。

7，Nagle算法

延迟小分组的发送

四，拥塞控制

1,慢启动

1. 连接建好的开始先初始化cwnd = 1，表明可以传一个MSS大小的数据。
2. 每当收到一个ACK，cwnd++; 呈线性上升
3. 每当过了一个RTT，cwnd = cwnd*2; 呈指数让升
4. 还有一个ssthresh（slow start threshold），是一个上限，当cwnd >= ssthresh时，就会进入“拥塞避免算法”

2,拥塞避免

一般来说ssthresh的值是65535，单位是字节，当cwnd达到这个值时后

1. 收到一个ACK时，cwnd = cwnd + 1/cwnd
2. 当每过一个RTT时，cwnd = cwnd + 1

3,快速恢复

3个重复的Ack会进入快速恢复算法，进入Fast Recovery之前，cwnd 和 sshthresh已被更新：

• cwnd = cwnd /2
• sshthresh = cwnd

算法描述：

1. cwnd = sshthresh + 3 * MSS （3的意思是确认有3个数据包被收到了）
2. 重传Duplicated ACKs指定的数据包
3. 如果再收到 duplicated Acks，那么cwnd = cwnd +1
4. 如果收到了新的Ack，那么，cwnd = sshthresh ，然后就进入了拥塞避免的算法了。

UDP

1，报文结构

2，优势

• 实时发送，由应用程序精确控制发送时间
• 无需连接建立，发送效率高
• 无连接状态，连接开销下，可创建更多连接
• 分组首部开销小，tcp首部20字节，udp只需8字节

参考资料

• TCP 的那些事儿（上）
• TCP 的那些事儿（下）
• 《TCP/IP 详解 卷1：协议》
• 《计算机网络-自顶向下方法》—陈鸣译