八股训练营第 7 天 | TCP连接如何确保可靠性？拥塞控制是怎么实现的？TCP流量控制是怎么实现的？UDP怎么实现可靠传输？
TCP连接如何确保可靠性
通过差错控制、超时重传、拥塞控制、流量控制等。
- 序列号：TCP 报文头部有序列号字段，保证报文的顺序性。
- 差错校验：TCP 通过校验和来检验数据包传输时有没有发生错误，如果发生，会丢弃该数据包，并要求发送方重传。
- ACK 确认：接收方收到报文后会发送 ACK 确认给发送方。如果发送方没有收到，则会重传。
- 超时重传：发送方发送报文后会启动一个计时器。如果计时器介绍后未收到接收方确认，则重传。
- 拥塞控制：发送方会根据网络状况动态调节发送窗口，以避免发生网络拥塞。
- 流量控制：发送方会根据接收方接收窗口大小调节发送窗口大小，避免发送太多接收方接收不过来的情况。
既然提到了拥塞控制，那你能说说说拥塞控制是怎么实现的嘛
拥塞控制就是根据网络状况，动态调节发送方的数据发送速率，以避免出现网络过载。
主要包括：
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慢启动：一开始发送方的发送窗口为 1，然后再收到接收方的 ACK 确认后，按 2、4、8 的指数速度增长。一开始设置较低的速率有助于在网络连接初期避免发送网络拥塞。
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拥塞避免：当发送窗口大小达到慢启动门限阈值时，采用拥塞避免策略。此时发送窗口大小不再按照指数增长，而是线性增长。
当发生网络拥塞时，发送窗口大小降为 1，慢启动门限阈值降为当前拥塞窗口的一半。之后再进行慢启动。
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快重传：当收到连续多个接收方的对同一消息的确认后，发送方立即重传该报文，无需等待重传计时器超时。这有助于快速从网络拥塞中恢复。
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快恢复：当快重传后，发送窗口无需降为 1，发送窗口和慢启动门限都只需降低到发生拥塞时拥塞窗口的一半。之后执行拥塞避免算法。
TCP流量控制是怎么实现的
流量控制就是让发送方发送速率不要太快，避免出现接收方来不及接收的情况。是通过滑动窗口机制实现的。
- 接收方 ACK 确认的报文中，会有窗口字段的数据，以告诉发送方自己接收窗口的大小。
- 发送方会将自己的发送窗口大小设置为接收窗口的大小。
- 接收方如果缓冲区可用空间不多，就将接收窗口的大小设小些，以避免发送方发送速率过快导致缓冲区溢出。
- 当接收方告知接收窗口为 0 后，发送方会在等待一段时间后发送 0 报文探测器，以检查接收方有没有增大接受窗口大小。从而避免死锁。
UDP怎么实现可靠传输
UDP 实现可靠传输不能在传输层实现，只能在应用层实现。
可仿照 TCP 的实现方式，增加超时重传机制和报文的序列号。
- 在 UDP 报文增加一个首部，记录报文的序列号和时间戳，时间戳用于计算 RTT 从而计算出 RTO。发送报文后，采用停-等机制等待接收方的确认。若在 1 RTO 时间未等到，则超时重传，同时将 RTO * 2。
- 接收方收到报文后，从首部提取出序列号和时间戳。放入对已收到报文的确认序列号发送给发送方。然后对收到的报文的序列号进行排序，去除重复的报文。
RTT（Round Trip Time） 和 RTO（Retransmission Time Out） 是 TCP 协议中两个重要的概念。
RTT 是指一个数据包从发送端发送到接收端并返回发送端的总时间，而 RTO 是指在发送数据包后等待确认的超时时间。