TCP网络通信基本原理

TCP效率（滑动窗口）

滑动窗口：在TCP通信协议下，批量发送数据，一次性发送多个数据，在缓冲区中的数据会有统一等待和分开等待两种模式，在这种模式下可以节省时间，也就相应的会提升效率。

滑动窗口中，数据大量传输，可能会产生丢包问题（ASK丢包），不过、TCP有相对的解决办法，ASK数据报中会记录数据是否收到，ASK会返回一个确认序号，当发下一个数据时，就会知道在此之前发送的数据包是否接收。如果是数据包丢失，TCP快速重传可以帮助解决问题。

不过这种滑动窗口触发是有一定概率的，只有在大量数据包传输时才会生效，一般的数据量都是根据TCP中ASK报文即时发送和超时重传。

流量控制

流量控制：是基于滑动窗口大量数据传输时，对于数据的不可控性进行调整。滑动窗口+快速重传可以达到非常高的数据量，有时候速度太快会产生不可控因素，一句老话说得好：“天下武功，唯快不破”，而流量控制就针对于让接收方来限制发送方的速度。
主要原理：让ASK携带窗口大小从而控制流量。

拥塞控制

网络传输会有很多中转器，比如路由器，交换机这些设备，而拥塞控制就是用于衡量中间节点的传输能力，对中间节点的数据容量进行探测，不断不断去调整数据的传输量，达到最合适的传输量，对多余的数据进行阻塞。
主要原理：数据传输时，最开始时是开始速度，接下来会达到指数增长的速度，经过几次翻倍增长，会达到极限。接下来会变成线性增长，直到达到网络拥堵，然后重新回到开始传输时的速度，长此以往，循环进行。不过后面的几次循环的临界值会比前面的临界值要低！

延时应答

TCP可靠性来自确认应答，延时应答是为了提高ASK报文发送效率，主要方法是增加ASK发送报文时间，不再像前面那样立即发送报文，而是累积一定的量再进行发送。

作为流量控制和阻塞控制，两个机制对数据效率进行提升，可以使得接收方能获得更大的缓存能力，因为在发送方与接收方进行交互时，等待了一段时间，此时的接收缓存区肯定有更大的空间来容纳数据。

捎带应答

通信模型一般分为四种：

1.一问一答

2.多问一答

3.一问多答

4.多问多答

最常用的模型：一问一答模式。
通信模型本来就是针对不同时机的数据进行传输，不过又因为延时应答会导致
在捎带应答之中将数据等待了一部分的时间，配合了捎带应答就会变成相当于连接管理中的“三次握手”模式。

面向字节流

TCP传输的数据是面向字节流，对于大量数据传输时，TCP会如何分割这些数据，从而不会导致混淆。
粘包问题：主要是指几个数据在一起，不知道如果将其分开还原成原来的数据，因为是以字节为单位来分割的，所以TCP有常用的三个解决办法。
1.定义分割符
2.定义固定读取字节大小
3.约定包的总长度

异常情况分析

TCP通信会出现很多异常情况，对于数据传输时，这些异常情况会对数据产生什么影响？

1. 进程关闭/崩溃：依旧可以进行四次挥手，不影响断开连接
2. 主机关闭：杀死所有进程，依旧可以进行四次挥手，可能会挥手中断，不过对方会进行超时重传，重传失败会等待一段时间，然后循环往复，直到断开连接
3. 主机断电：来不及进行挥手操作，对端发送方会进行超时重传，同主机关闭中挥手中断一致。
4. 网线断开：同上

异常情况发生时，对方端只能设法知道这边连接断开，对方端意识到这端再无数据传输时会根据TCP心跳包，进行检测。

检测特性：

1）周期性

2）：心跳状态

总结UDP/TCP特性与不同应用场景

UDP：可靠性低，传输效率高
TCP:可靠性低，传输效率相比于UDP稍微逊色
两个通信协议其实都有着自己的应用场景，可以根据不同需求来决定不同的通信协议。

TCP:可靠性低，传输效率相比于UDP稍微逊色
两个通信协议其实都有着自己的应用场景，可以根据不同需求来决定不同的通信协议。