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提供可靠傳輸的傳輸層協議是哪個?在TCP/IP協議簇中,有兩個互不相同的傳輸協議:TCP(傳輸控制協議)和UDP(用戶數據報協議)。TCP協議是面向連接的協議,它比較可靠﹑安全﹑穩定,但是效率不高,占用資源較多。UDP協議是無連接方式的協議,它的效率高﹑速度快﹑占資源少,但是其傳輸機制為不可靠傳送,必須依靠輔助的算法來完成傳輸的控制。
因此,提供可靠傳輸的傳輸層協議是TCP。
TCP旨在適應支持多網絡應用的分層協議層次結構。 連接到不同但互連的計算機通信網絡的主計算機中的成對進程之間依靠TCP提供可靠的通信服務。TCP假設它可以從較低級別的協議獲得簡單的,可能不可靠的數據報服務。 原則上,TCP應該能夠在從硬線連接到分組交換或電路交換網絡的各種通信系統之上操作。
TCP傳輸控制協議是為了在不可靠的互聯網絡上提供可靠的端到端字節流而專門設計的一個傳輸協議。
主要功能:
當應用層向TCP層發送用于網間傳輸的、用8位字節表示的數據流,TCP則把數據流分割成適當長度的報文段,最大傳輸段大小(MSS)通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳送單元(MTU)限制。之后TCP把數據包傳給IP層,由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的TCP層。
TCP為了保證報文傳輸的可靠,就給每個包一個序號,同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然后接收端實體對已成功收到的字節發回一個相應的確認(ACK);如果發送端實體在合理的往返時延(RTT)內未收到確認,那么對應的數據(假設丟失了)將會被重傳。
在數據正確性與合法性上,TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤,在發送和接收時都要計算校驗和;同時可以使用md5認證對數據進行加密。
在保證可靠性上,采用超時重傳和捎帶確認機制。
在流量控制上,采用滑動窗口協議,協議中規定,對于窗口內未經確認的分組需要重傳。
在擁塞控制上,采用廣受好評的TCP擁塞控制算法(也稱AIMD算法)。該算法主要包括四個主要部分:
(1)慢啟動
每當建立一個TCP連接時或一個TCP連接發生超時重傳后,該連接便進入慢啟動階段。進入慢啟動后,TCP實體將擁塞窗口的大小初始化為一個報文段,即:cwnd=1。此后,每收到一個報文段的確認(ACK),cwnd值加1,即擁塞窗口按指數增加。當cwnd值超過慢啟動闡值(ssthresh)或發生報文段丟失重傳時,慢啟動階段結束。前者進入擁塞避免階段,后者重新進入慢啟動階段。
(2)擁塞避免
在慢啟階段,當cwnd值超過慢啟動闡值(ssthresh)后,慢啟動過程結束,TCP連接進入擁塞避免階段。在擁塞避免階段,每一次發送的cwnd個報文段被完全確認后,才將cwnd值加1。在此階段,cwnd值線性增加。
(3)快速重傳
快速重傳是對超時重傳的改進。當源端收到對同一個報文的三個重復確認時,就確定一個報文段已經丟失,因此立刻重傳丟失的報文段,而不必等到重傳定時器(RTO)超時。以此減少不必要的等待時間。
(4)快速恢復
快速恢復是對丟失恢復機制的改進。在快速重傳之后,不經過慢啟動過程而直接進入擁塞避免階段。每當快速重傳后,置ssthresh=cwnd/2、ewnd=ssthresh+3。此后,每收到一個重復確認,將cwnd值加1,直至收到對丟失報文段和其后若干報文段的累積確認后,置cwnd=ssthresh,進入擁塞避免階段。