协议格式

TCP建连（三次握手）和TCP断连（四次挥手）

同时打开

同时关闭

TCP顺序性(流式)

原理：分片组包、***


TCP是流状态协议：不一定顺序接收，但是一定会顺序返回给应用层。比如A write 两次（123、456）。B Read了两次，可能一次过收到123456、也可能分两次接收12、3456


如果源主机使用同样的连接发送另一个报文段，那么这个报文段的***等于前一个报文段的***与前一个报文段中数据字节的数量之和。例如，假设源主机发送3个报文段，每个报文段有100字节的数据，且第一个报文段的***是1000，那么第二个报文段的***就是1100（1000＋100），第三个报文段的***就是1200（1100＋100）。

TCP可靠性

原理：超时重传，得不到ACK就重新发送数据，直到对方确认为止。

重传方式:

1、一个包对应一个ack

2、连续ARQ协议

累积确认：接收方一般采用累积确认的方式。即不必对收到的分组逐个发送确认，而是对按序到达的最后一个分组发送确认，这样就表示：到这个分组为止的所有分组都已正确收到了。累积确认有的优点是：容易实现，即使确认丢失也不必重传。缺点是：不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组的信息。

Go-back-N：如果发送方发送了前 5 个分组，而中间的第 3 个分组丢失了。这时接收方只能对前两个分组发出确认。发送方无法知道后面三个分组的下落，而只好把后面的三个分组都再重传一次。这就叫做 Go-back-N（回退 N），表示需要再退回来重传已发送过的 N 个分组。可见当通信线路质量不好时，连续 ARQ 协议会带来负面的影响。

3、选择确认 SACK(Selective ACK)
如果这些字节的序号都在接收窗口之内，那么接收方就先收下这些数据，但要把这些信息准确地告诉发送方，使发送方不要再重复发送这些已收到的数据。如果要使用选择确认，那么在建立 TCP 连接时，就要在 TCP 首部的选项中加上“允许 SACK”的选项，而双方必须都事先商定好。如果使用选择确认，那么原来首部中的“确认号字段”的用法仍然不变。只是以后在 TCP 报文段的首部中都增加了 SACK 选项，以便报告收到的不连续的字节块的边界。由于首部选项的长度最多只有 40 字节，而指明一个边界就要用掉 4 字节，因此在选项中最多只能指明 4 个字节块的边界信息。

4、D-SACK（Duplicate SACK）告诉发送方有哪些数据被重复接收了

5、快速重传。发送方连续收到3次相同的ack，则启动快速重传。拥塞窗口下降一半，反应相对没那么激烈。

定时器

定时过长会造成网络利用率不高。太短会造成多次重传，网络拥塞。

1、坚持定时器
收到0滑动窗口报文时，启动定时器，超时后向对端查询窗口是否增大。如果仍然是0则再次开启定时器（定时时间间隔为指数退避1、2、4、8、16……64）

2、保活定时器
检测TCP连接是否可用

3、重传定时器
TCP 每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段。

4、2MSL定时器
TimeWait相关。

提高发送效率和减轻网络负担的方法

1、回复数据附带ACK

2、Nagle算法

3、quick ack

tcp发送ack有两种方式：quick ack和 delayed ack 
quick ack：收到数据包后，立即发送ACK给对端。
delayed ack：收到数据包后，不会立即发送ACK，而是启动延时确认定时器，在此期间：
1. 本端有数据包要发送给对端。就在发送数据包的时候捎带上此ACK。
2. 本端没有数据包要发送，定时器超时后发送ACK给对端。

Nagle算法的做法是先把第一个小包发送出去，后面的小包都缓存起来，直到收到前一个数据段的ack，或者缓存数据长度已经达到mss大小才发送。

根据算法的描述可以看到：nagle算法和delayed ack都是为了减少小数据包在网路中传输的数量，优化网络性能。

连接刚启动的时候，拥塞算法使用的是慢启动，必须尽快发送ack，发送方才可能尽快增大发送窗口，发送更多的数据。

滑动窗口（解决一条连接的网络问题）

本质描述接收方的TCP缓冲大小。如果发送方收到接收方的窗口大小为0的TCP数据包，那么发送方将停止发送数据。

拥塞窗口（解决广域网的网络问题）

慢启动、拥塞避免、拥塞发生、快速重传和快速恢复。


上述是老的TCP拥塞控制算法。现已被其他算法取代
基于丢包反馈的TCP协议（Tahoe、Reno、New Reno、SACK）
基于延时反馈的TCP协议（Vegas、Westwood）
基于丢包反馈的高速带宽算法（HSTCP、STCP、BIC-TCP、CUBIC）

TCP 报文段的发送时机

第一种机制是 TCP 维持一个变量，它等于最大报文段长度 MSS。只要缓存中存放的数据达到 MSS 字节时，就组装成一个 TCP 报文段发送出去。
第二种机制是由发送方的应用进程指明要求发送报文段，即 TCP 支持的推送(push)操作。
第三种机制是发送方的一个计时器期限到了，这时就把当前已有的缓存数据装入报文段（但长度不能超过 MSS）发送出去。