面试题：谈谈你对TCP的认识

一 TCP

1. 简介
首先，TCP是一个传输层协议，提供进程到进程之间的可靠性数据传输服务，还提供流量控制和差错控制等机制。
其次，TCP是面向连接的，其通信模式是全双工的；面向连接是指：

在发送数据之前必须建立连接；
连接状态只在两端维护，沿途节点不维护；

连接建立需要进行三次握手，关闭连接需要进行四次挥手；
接下来面试官会问可靠性数据传输的原理、流量控制、差错控制、三次握手和四次挥手等；

二 TCP的可靠性传输

1. TCP的可靠性传输原理

流水线机制；
累计确认；
TCP使用单一重传定时器，当超时或收到重复的ACK会触发重传事件；
其它的还有使用序列号对TCP报文段进行排序和丢掉重复的报文段；使用校验和检查错误的报文段；

2. 流水线机制
流水线机制，允许发送方在收到ACK之前，可以连续的发送多个分组，发送方和接收方需要更大的存储空间以缓存分组。
3. 累计确认
接收方收到序列号1、2、3、4和5的包，不必每个都确认，只需确认第5个就行，当发送方收到接收方对5的确认ACK后，就明白接收方前5个都已经正确接收。
4. 超时重传和快速重传
超时重传：发送端发送报文后，由于长时间没有收到ACK（该分组还在路上或者丢失），所以会重传当前分组；同时定时器RTO（Retransmission Timeout）会加倍。如果再次超时，定时器会再次加倍。
快速重传：如果发生超时，TCP的定时器的时间会设置到很大，重发丢失分组之前要等很长时间。因此需要通过重复的ACK检测分组丢失，如果发送方收到同一个数据的3个ACK，则会假定该分组已经丢失，会立即重传。

三流量控制和拥塞控制

流量控制是接收方和发送方的问题，而拥塞控制是整个网络的问题。
1. 流量控制
在TCP的报头中，有一个receive window的字段，接收方会通过设置该字段存储自己缓冲区的可用空间。这样发送方将会限制自己已发送但还未收到ACK的数据不超过接收方的可用空间。当RecvWindow为0时，为了避免死锁，发送方还是会发送很小的数据段。
2. 拥塞控制
通过限制发送发的发送速率来进行拥塞控制：

LastByteSent-LastByteAcked <= CongWin

CongWin(congest window)被称作拥塞窗口，最后一个发送的字节减去最后一个被确认过的字节序列号，要小于等于CongWin。发送速率：

rate≈CongWin/RTT (Bytes/sec)

动态调整CongWin以改变发送速率。

注：在早期版本，当发生拥塞后直接将CongWin置为1，现在是将其置为原来的一半；
如何动态调整发送速率，可以总结为：
**加性增-乘性减；
慢启动；**
慢启动并不是指增长速度慢，而是指初始速率低，初始速率为1，然后每收到一个ACK，就将CongWin翻倍，直到达到阈值的一半；
加性增是指到达阈值的一半后，每次让CongWin增加1，而乘性减是当发生loss事件后，将CongWin减为原来的一半（也可能置为1）；
lose事件：收到3个重复的ACK或者超时；
总结：
当CongWin低于阈值的时候，发送者处于慢启动阶段，CongWin指数增长；
当CongWin高于阈值，发送者处于拥塞避免阶段，CongWin线性增长；
当收到3个重复的ACK，阈值设置为CongWin的一半，CongWin设置为阈值，然后进行线性增长；
当超时发生，阈值设置为CongWin的一半，CongWin设置为1，然后进行指数增长；

最后三次握手和四次挥手请参考：https://blog.csdn.net/qq_38038480/article/details/80569651