轉自 https://blog.csdn.net/xuzhangze/article/details/80490362

TCP協議保證數據傳輸可靠性的方式主要有：

（1）檢驗和

在發送數據時，為了計算數據包的校驗和。應該按如下步驟：
（1）把校驗和字段置為0；
（2）把需要校驗的數據看成以16位為單位的數字組成，依次進行二進制反碼求和；
（3）把得到的結果存入校驗和字段中。
在接收數據時，計算數據報的校驗和相對簡單，按如下步驟：
（1）把首部看成以16位為單位的數字組成，依次進行二進制反碼求和，包括校驗和字段；
（2）檢查計算出的校驗和的結果是否等於零（反碼應為16個1）；
（3）如果等於零，說明被整除，校驗是和正確。否則，校驗和就是錯誤的，協議棧要拋棄這個數據包。

（2）序列號

TCP將每個字節的數據都進行了編號，這就是序列號。
序列號的作用：
a、保證可靠性（當接收到的數據總少了某個序號的數據時，能馬上知道）
b、保證數據的按序到達
c、提高效率，可實現多次發送，一次確認
d、去除重復數據 　　
數據傳輸過程中的確認應答處理、重發控制以及重復控制等功能都可以通過序列號來實現
（3）確認應答機制（ACK）

　　TCP通過確認應答機制實現可靠的數據傳輸。在TCP的首部中有一個標誌位——ACK，此標誌位表示確認號是否有效。接收方對於按序到達的數據會進行確認，當標誌位ACK=1時確認首部的確認字段有效。進行確認時，確認字段值表示這個值之前的數據都已經按序到達了。而發送方如果收到了已發送的數據的確認報文，則繼續傳輸下一部分數據；而如果等待了一定時間還沒有收到確認報文就會啟動重傳機制。

　　第一種情況：數據包丟失。當數據發出後在一定的時間內未收到接收方的確認，發送方就會進行重傳（通常是在發出報文段後設定一個特定的時間間隔，到點了還沒有收到應答則進行重傳）。

　　第二種情況：確認包丟失。當接收方收到重復數據（通過序列號進行識別）的時就將其丟棄，重新發送ACK。

　　重傳時間的確定：報文段發出到確認中間有一個報文段的往返時間RTT，顯然超時重傳時間RTO會略大於這個RTT，TCP會根據網絡情況動態的計算RTT，即RTO是不斷變化的。在Linux中，超時以500ms為單位進行控制，每次判定超時重發的超時時間都是500ms的整數倍。其規律為：如果重發一次仍得不到應答，就等待2*500ms後再進行重傳，如果仍然得不到應答就等待4*500ms後重傳，依次類推，以指數形式遞增，重傳次數累計到一定次數後，TCP認為網絡或對端主機出現異常，就會強行關閉連接。

　　三次握手和四次揮手

（6）流量控制

　　接收端處理數據的速度是有限的，如果發送方發送數據的速度過快，導致接收端的緩沖區滿，而發送方繼續發送，就會造成丟包，繼而引起丟包重傳等一系列連鎖反應。 因此TCP支持根據接收端的處理能力，來決定發送端的發送速度，這個機制叫做流量控制。在TCP報文段首部中有一個16位窗口長度，當接收端接收到發送方的數據後，在應答報文ACK中就將自身緩沖區的剩余大小，放入16窗口大小中。這個大小隨數據傳輸情況而變，窗口越大，網絡吞吐量越高，而一旦接收方發現自身的緩沖區快滿了，就將窗口設置為更小的值通知發送方。如果緩沖區滿，就將窗口置為0，發送方收到後就不再發送數據，但是需要定期發送一個窗口探測數據段，使接收端把窗口大小告訴發送端。

其過程如下：

註意：窗口大小不受16位窗口大小限制，在TCP首部40字節選項中還包含一個窗口擴大因子M，實際窗口大小是窗口字段的值左移M位。

（7）擁塞控制

　　流量控制解決了兩臺主機之間因傳送速率而可能引起的丟包問題，在一方面保證了TCP數據傳送的可靠性。然而如果網絡非常擁堵，此時再發送數據就會加重網絡負擔，那麽發送的數據段很可能超過了最大生存時間也沒有到達接收方，就會產生丟包問題。

　　擁塞控制方法分為：慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復。

TCP協議-如何保證傳輸可靠性