連線：

1、service：socket--bind--listen--accept--write或read--close

2、client：scoket--connect--write或read--close

三次握手發生在服務端的listen，客戶端的connect，客戶端發起。客戶端傳送SYN，服務端收到後傳送ACK+SYN，客戶端收到後傳送ACK；

四次分手發生在close時，客戶端傳送FIN，伺服器收到手傳送ACK；服務端資料傳送完成後，傳送FIN,客戶端收到後傳送ACK；

傳輸機制：

TCP的擁塞控制

1.  擁塞：即對資源的需求超過了可用的資源。若網路中許多資源同時供應不足，網路的效能就要明顯變壞，整個網路的吞吐量隨之負荷的增大而下降。

    擁塞控制：防止過多的資料注入到網路中，這樣可以使網路中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提：網路能夠承受現有的網路負荷。擁塞控制是一個全域性性的過程，涉及到所有的主機、路由器，以及與降低網路傳輸效能有關的所有因素。

    流量控制：指點對點通訊量的控制，是端到端正的問題。流量控制所要做的就是抑制傳送端傳送資料的速率，以便使接收端來得及接收。

    擁塞控制代價：需要獲得網路內部流量分佈的資訊。在實施擁塞控制之前，還需要在結點之間交換資訊和各種命令，以便選擇控制的策略和實施控制。這樣就產生了額外的開銷。擁塞控制還需要將一些資源分配給各個使用者單獨使用，使得網路資源不能更好地實現共享。

2. 幾種擁塞控制方法

    慢開始( slow-start )、擁塞避免( congestion avoidance )、快重傳( fast retransmit )和快恢復( fast recovery )。

2.1 慢開始和擁塞避免

    傳送方維持一個擁塞視窗 cwnd ( congestion window )的狀態變數。擁塞視窗的大小取決於網路的擁塞程度，並且動態地在變化。傳送方讓自己的傳送視窗等於擁塞。

    傳送方控制擁塞視窗的原則是：只要網路沒有出現擁塞，擁塞視窗就再增大一些，以便把更多的分組傳送出去。但只要網路出現擁塞，擁塞視窗就減小一些，以減少注入到網路中的分組數。

    慢開始演算法：當主機開始傳送資料時，如果立即所大量資料位元組注入到網路，那麼就有可能引起網路擁塞，因為現在並不清楚網路的負荷情況。因此，較好的方法是先探測一下，即由小到大逐漸增大發送視窗，也就是說，由小到大逐漸增大擁塞視窗數值。通常在剛剛開始傳送報文段時，先把擁塞視窗 cwnd 設定為一個最大報文段MSS的數值。而在每收到一個對新的報文段的確認後，把擁塞視窗增加至多一個MSS的數值。用這樣的方法逐步增大發送方的擁塞視窗 cwnd ，可以使分組注入到網路的速率更加合理。

每經過一個傳輸輪次，擁塞視窗 cwnd 就加倍。一個傳輸輪次所經歷的時間其實就是往返時間RTT。不過“傳輸輪次”更加強調：把擁塞視窗cwnd所允許傳送的報文段都連續傳送出去，並收到了對已傳送的最後一個位元組的確認。

另，慢開始的“慢”並不是指cwnd的增長速率慢，而是指在TCP開始傳送報文段時先設定cwnd=1，使得傳送方在開始時只發送一個報文段（目的是試探一下網路的擁塞情況），然後再逐漸增大cwnd。

    為了防止擁塞視窗cwnd增長過大引起網路擁塞，還需要設定一個慢開始門限ssthresh狀態變數（如何設定ssthresh）。慢開始門限ssthresh的用法如下：

    當 cwnd < ssthresh 時，使用上述的慢開始演算法。

    當 cwnd > ssthresh 時，停止使用慢開始演算法而改用擁塞避免演算法。

    當 cwnd = ssthresh 時，既可使用慢開始演算法，也可使用擁塞控制避免演算法。

擁塞避免演算法：讓擁塞視窗cwnd緩慢地增大，即每經過一個往返時間RTT就把傳送方的擁塞視窗cwnd加1，而不是加倍。這樣擁塞視窗cwnd按線性規律緩慢增長，比慢開始演算法的擁塞視窗增長速率緩慢得多。

    無論在慢開始階段還是在擁塞避免階段，只要傳送方判斷網路出現擁塞（其根據就是沒有收到確認），就要把慢開始門限ssthresh設定為出現擁塞時的傳送方視窗值的一半（但不能小於2）。然後把擁塞視窗cwnd重新設定為1，執行慢開始演算法。這樣做的目的就是要迅速減少主機發送到網路中的分組數，使得發生擁塞的路由器有足夠時間把佇列中積壓的分組處理完畢。

    如下圖，用具體數值說明了上述擁塞控制的過程。現在傳送視窗的大小和擁塞視窗一樣大。

<1>. 當TCP連線進行初始化時，把擁塞視窗cwnd置為1。前面已說過，為了便於理解，圖中的視窗單位不使用位元組而使用報文段的個數。慢開始門限的初始值設定為16個報文段，即 cwnd = 16 。

<2>. 在執行慢開始演算法時，擁塞視窗 cwnd 的初始值為1。以後傳送方每收到一個對新報文段的確認ACK，就把擁塞視窗值另1，然後開始下一輪的傳輸（圖中橫座標為傳輸輪次）。因此擁塞視窗cwnd隨著傳輸輪次按指數規律增長。當擁塞視窗cwnd增長到慢開始門限值ssthresh時（即當cwnd=16時），就改為執行擁塞控制演算法，擁塞視窗按線性規律增長。

<3>. 假定擁塞視窗的數值增長到24時，網路出現超時（這很可能就是網路發生擁塞了）。更新後的ssthresh值變為12（即變為出現超時時的擁塞視窗數值24的一半），擁塞視窗再重新設定為1，並執行慢開始演算法。當cwnd=ssthresh=12時改為執行擁塞避免演算法，擁塞視窗按線性規律增長，每經過一個往返時間增加一個MSS的大小。

強調：“擁塞避免”並非指完全能夠避免了擁塞。利用以上的措施要完全避免網路擁塞還是不可能的。“擁塞避免”是說在擁塞避免階段將擁塞視窗控制為按線性規律增長，使網路比較不容易出現擁塞。

2.2 快重傳和快恢復

2.2 快重傳和快恢復

    如果傳送方設定的超時計時器時限已到但還沒有收到確認，那麼很可能是網路出現了擁塞，致使報文段在網路中的某處被丟棄。這時，TCP馬上把擁塞視窗 cwnd 減小到1，並執行慢開始演算法，同時把慢開始門限值ssthresh減半。這是不使用快重傳的情況。

    快重傳演算法首先要求接收方每收到一個失序的報文段後就立即發出重複確認（為的是使傳送方及早知道有報文段沒有到達對方）而不要等到自己傳送資料時才進行捎帶確認。

接收方收到了M1和M2後都分別發出了確認。現在假定接收方沒有收到M3但接著收到了M4。顯然，接收方不能確認M4，因為M4是收到的失序報文段。根據可靠傳輸原理，接收方可以什麼都不做，也可以在適當時機發送一次對M2的確認。但按照快重傳演算法的規定，接收方應及時傳送對M2的重複確認，這樣做可以讓傳送方及早知道報文段M3沒有到達接收方。傳送方接著傳送了M5和M6。接收方收到這兩個報文後，也還要再次發出對M2的重複確認。這樣，傳送方共收到了接收方的四個對M2的確認，其中後三個都是重複確認。快重傳演算法還規定，傳送方只要一連收到三個重複確認就應當立即重傳對方尚未收到的報文段M3，而不必繼續等待M3設定的重傳計時器到期。由於傳送方儘早重傳未被確認的報文段，因此採用快重傳後可以使整個網路吞吐量提高約20%。

    與快重傳配合使用的還有快恢復演算法，其過程有以下兩個要點：

    <1>. 當傳送方連續收到三個重複確認，就執行“乘法減小”演算法，把慢開始門限ssthresh減半。這是為了預防網路發生擁塞。請注意：接下去不執行慢開始演算法。

    <2>. 由於傳送方現在認為網路很可能沒有發生擁塞，因此與慢開始不同之處是現在不執行慢開始演算法（即擁塞視窗cwnd現在不設定為1），而是把cwnd值設定為慢開始門限ssthresh減半後的數值，然後開始執行擁塞避免演算法（“加法增大”），使擁塞視窗緩慢地線性增大。

    下圖給出了快重傳和快恢復的示意圖，並標明瞭“TCP Reno版本”。

    區別：新的 TCP Reno 版本在快重傳之後採用快恢復演算法而不是採用慢開始演算法。

 也有的快重傳實現是把開始時的擁塞視窗cwnd值再增大一點，即等於 ssthresh + 3 X MSS 。這樣做的理由是：既然傳送方收到三個重複的確認，就表明有三個分組已經離開了網路。這三個分組不再消耗網路 的資源而是停留在接收方的快取中。可見現在網路中並不是堆積了分組而是減少了三個分組。因此可以適當把擁塞視窗擴大了些。

    在採用快恢復演算法時，慢開始演算法只是在TCP連線建立時和網路出現超時時才使用。

    採用這樣的擁塞控制方法使得TCP的效能有明顯的改進。

    接收方根據自己的接收能力設定了接收視窗rwnd，並把這個視窗值寫入TCP首部中的視窗欄位，傳送給傳送方。因此，接收視窗又稱為通知視窗。因此，從接收方對傳送方的流量控制的角度考慮，傳送方的傳送視窗一定不能超過對方給出的接收視窗rwnd 。

    傳送方視窗的上限值 = Min [ rwnd, cwnd ]

    當rwnd < cwnd 時，是接收方的接收能力限制傳送方視窗的最大值。

    當cwnd < rwnd 時，則是網路的擁塞限制傳送方視窗的最大值。