為方便描述可靠傳輸原理，假定數(shù)據(jù)傳輸只在一個方向上進(jìn)行，即A發(fā)送數(shù)據(jù)，B給出確認(rèn)

2.以字節(jié)為單位的滑動窗口

     TCP的滑動窗口是以字節(jié)為單位的。為了便于說明，字節(jié)編號取得很小。先假定A收到B發(fā)來的確認(rèn)報文字段，其中窗口是20字節(jié)，而確認(rèn)號是31字節(jié)。（表明B期望接收到的下一個序號是31，序號30之前的數(shù)據(jù)已經(jīng)收到了）。如圖所示。

• A的發(fā)送窗口：

          發(fā)送窗口表示：在沒有收到B的確認(rèn)的情況下，可以連續(xù)把窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。凡是已經(jīng)發(fā)送過的數(shù)據(jù)，在未收到確認(rèn)之前都必須暫時保留，以便超時重傳使用。

     發(fā)送窗口有如下特點：

          1）發(fā)送窗口里面的序號表示允許發(fā)送的序號（如31~50）

          2）發(fā)送窗口的位置由窗口的前沿和后沿的位置共同確定。發(fā)送窗口的后沿可能不動（沒有收到確認(rèn)），或者前移（收到新的確認(rèn)）。發(fā)送窗口的前沿通常是不斷的向前移動，但也可能不動。

     現(xiàn)在假定A發(fā)送了序號為31-41的數(shù)據(jù)，如上圖所示，圖種可以看出要描述一個發(fā)送窗口的狀態(tài)需要三個指針P1， P2， P3。

     小于P1的是已發(fā)送并收到確認(rèn)的部分，大于P3的是不允許發(fā)送部分。

     P3-P1 = A的發(fā)送窗口（又稱為通知窗口）

     P2-P1 = 已發(fā)送但尚未收到確認(rèn)的字節(jié)數(shù)

     P3-P2 = 允許發(fā)送但尚未收到的字節(jié)數(shù)（又稱為可用窗口或有效窗口）

• B的接收過程：

     B的接收窗口大小為20。在接收窗口外面，到30號為止的數(shù)據(jù)均發(fā)送過確認(rèn)并交付主機(jī)使用，因此B不再保留（之前的數(shù)據(jù)）。

     如圖所示，B收到了32和33的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)沒有按序到達(dá)，因為序號為31的數(shù)據(jù)沒有收到。由于B只能對按序到達(dá)的數(shù)據(jù)中的最高序號給出確認(rèn)，因此B的發(fā)送的確認(rèn)號仍然是31，而不能是32或33?，F(xiàn)在假定B收到序號為31的數(shù)據(jù)并把序號為31-33的數(shù)據(jù)交付給主機(jī)，然后B刪除這些數(shù)據(jù)。接著把接收窗口向前移動3個序號，同時給A發(fā)出確認(rèn)。其窗口值仍未20，但確認(rèn)號34,表明B已經(jīng)接收到序號33為止的數(shù)據(jù)。而B收到的37 38 40的數(shù)據(jù)沒有按序到達(dá)，先暫存在接收窗口中。

     如果按照以上的方式進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送窗口已滿，可用窗口減小到0，因此發(fā)送停止。如果發(fā)送窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)都正確到達(dá)B,而發(fā)出的確認(rèn)由于網(wǎng)絡(luò)問題沒有到達(dá)A，為保證傳輸，此時A只能認(rèn)為B還沒有收到這部分?jǐn)?shù)據(jù)。于是A經(jīng)過一段時間過（由超時計時器控制）重傳這部分?jǐn)?shù)據(jù)，直到收到B的確認(rèn)為止。

3.緩存機(jī)制

     發(fā)送方的應(yīng)用進(jìn)程把字節(jié)流寫入了TCP的發(fā)送緩存，接收方的應(yīng)用進(jìn)程從TCP的接受緩存中讀取字節(jié)流。下面進(jìn)一步談?wù)摯翱谂c緩存的關(guān)系。注：緩存空間和序號空間都是有限的并且循環(huán)使用的。

• 發(fā)送緩存和發(fā)送窗口

     發(fā)送緩存用來暫時存放：1.發(fā)送應(yīng)用程序傳送給發(fā)送方TCP準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)2.TCP已發(fā)送但尚未收到確認(rèn)的數(shù)據(jù)。

     發(fā)送窗口通常只是發(fā)送緩存的一部分。已被確認(rèn)的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)從發(fā)送緩存中刪除，因此發(fā)送緩存與發(fā)送窗口的后沿是重合的。發(fā)送應(yīng)用程序必須控制寫入緩存的速率，不能太快，否則發(fā)送緩存就會沒有存放數(shù)據(jù)的空間。

• 接收緩存與接收窗口

     接收緩存用來暫時存放：1.按序到達(dá)的，但尚未被接收應(yīng)用程序讀取的數(shù)據(jù)。2，未按序到達(dá)的數(shù)據(jù)。

     如果收到的分組檢測出有差錯，則要丟棄。如果接收應(yīng)用程序來不及讀取收到的數(shù)據(jù)，接收緩存最終就會被填滿。使接收窗口減小到0.反之，接收應(yīng)用程序能夠及時從接收緩存中讀取收到數(shù)據(jù)，接收窗口就會變大，但最大也不能超過接收緩存的大小。

4.超時重傳的時間選擇

     TCP每發(fā)送一個報文段，就對這個報文段設(shè)置一次計時器。只要計時器設(shè)置的重傳時間到還沒有收到確認(rèn)，就要重傳這個報文段。由于數(shù)據(jù)鏈路層和運輸層的往返實驗概率分布存在很大差異，因此有必要選擇合適的超時重傳時間。

     報文段的往返時延是指收到確認(rèn)報文的時間與每一個報文段發(fā)出的時間之差。報文段的平均往返時延RTT是由各個報文段的往返時延樣本加權(quán)平均得出來的。計算公式為：

     平均往返時延RTT=α×（舊的RTT）+（1-α）×（新的往返時延樣本），1 ≤ α ＜ 1 典型的值為α為7/8.

     即使有一個好的RTT,要選擇一個合適的超時重傳時間RTO（Restransmission Time out)仍然不是一個容易的事情。， 顯然RTO要大于RTT。其計算公式為 RTO = β × RTT, β ＞ 1， 推薦是2

5.選擇確認(rèn)SACK

     若收到的報文段無差錯，只是未按序號，中間還缺少一些序號的數(shù)據(jù)，采用選擇確認(rèn)的方法來傳送缺少的數(shù)據(jù)，而不重傳已經(jīng)正確接收到的數(shù)據(jù)。

     用一個例子來說明（Selctive ACK）工作原理。如圖所示，接收放收到了前面的字節(jié)流不連續(xù)的兩個字節(jié)塊。如果這些字節(jié)的序號都在接收窗口內(nèi)，那么接收方就先收下這些數(shù)據(jù)，但要把這些信息準(zhǔn)確的告訴發(fā)送放，使發(fā)送方不要在重復(fù)發(fā)送這些已經(jīng)收到的數(shù)據(jù)。

     

     TCP首部沒有哪個字段能夠提供上述這些字節(jié)快的邊界信息。如果要使用選擇確認(rèn)，那么在建立TCP連接時，就要在TCP首部的選項上加上“允許SACK”的選項。