【TCP】确认应答 与 超时重传

一. 确认应答机制

确认应答: 保障可靠传输的核心机制。
可靠传输: 不是指传输过去的数据不出错, 也不是指数据一定能传输过去，而是指发送方能够知道接收方是否接收到了数据。

确认应答的关键就是接收方收到数据后，返回给发送方一个确认应答报文 （ACK acknowledge）， 表示自己已经收到数据了。

确认应答号是 接收到的最后一个字节数据的编号 + 1
A 给 B 发送了 1000B 数据，B 返回给 A 中的 ACK 中就会带有确认号 1001，表示 1001 之前的数据已经接受到了，接下来 A 应该从 1001 开始发送。

TCP 将每个字节的数据都进行了编号。即为序列号。

注意：是按照字节进行了编号，并不是按消息的条数。

每一个 ACK 都带有对应的确认序列号，意思是告诉发送者，我已经收到了哪些数据；下一次你从哪里开始发。

如果不使用序列号和确认应答号的话，发送发就不知道接收方是针对哪些的确认应答，不知道接收方到底接收到了哪些数据。

举个栗子：
滑稽老铁给女神发送消息：

这种情况就说不清了，使用序列号和确认号就能解决：

二. 超时重传机制

• 主机A发送数据给B之后，可能因为网络拥堵等原因，数据无法到达主机B。
• 所以 A 就无法收到 B 的 ACK。
• A 等了一个特定时间间隔还没有收到B发来的确认应答，就会进行重发。

但是，主机A未收到B发来的确认应答，也可能是因为ACK丢失了，这样 A 也不能收到 ACK，也就重新发送，那么 B 就会收到了重复的数据：

因为主机B会收到很多重复数据，所以 TCP 协议需要能够识别出那些包是重复的包，并且把重复的丢弃掉。

去重：

这时候我们可以利用前面提到的序列号，就可以很容易做到去重的效果：

• 接收到的数据会被放到操作系统内核的接收缓冲区。（发送方也有发送缓冲区。）
• TCP 会根据序列号判断是否重复，如果缓冲区里面已经有这个数据了，那就直接丢弃。
• 从而能够保证上层应用程序调用 Socket API 拿到的数据一定是不重复的。

（所以我们应用层是感知不到超时重传的过程的。）

超时的时间如何确定？

• 最理想的情况下，找到一个最小的时间，保证 “确认应答一定能在这个时间内返回”。
• 但是这个时间的长短，随着网络环境的不同，是有差异的。
• 如果超时时间设的太长，会影响整体的重传效率；
• 如果超时时间设的太短，有可能会频繁发送重复的包；

TCP 为了保证无论在任何环境下都能比较高性能的通信，因此会动态计算这个最大超时时间。

• Linux中（BSD Unix 和 Windows 也是如此），超时以 500ms 为一个单位进行控制，每次判定超时重发的超时时间都是 500ms 的整数倍。

• 如果重发一次之后，仍然得不到应答，等待 2*500ms 后再进行重传。

• 如果仍然得不到应答，等待 4*500ms 进行重传。依次类推，以指数形式递增。

• 累计到一定的重传次数，TCP 认为网络或者对端主机出现异常，强制关闭连接。

什么时候使用 TCP ？什么时候使用 UDP ？

• 对可靠性有一定要求，日常中大多数情况都是基于 TCP。
• UDP用于对高速传输和实时性要求较高的通信领域，例如，早期的QQ，视频传输等。
• UDP 还有一个优势：天然支持广播。

好啦！ 以上就是对 TCP 确认应答 与 超时重传机制的讲解，希望能帮到你 ！
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