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网络协议系列 第1篇--网络分层，TCP/IP五层模型【掘金日新计划】
网络协议系列 第2篇--传输层工作原理【掘金日新计划】
网络协议系列 第3篇--TCP有哪些机制【掘金日新计划】
网络协议系列 第4篇--应用层HTTP发展史【掘金日新计划】
网络协议系列 第5篇--HTTPS原理【掘金日新计划】
网络协议系列 第6篇--网络协议串讲【掘金日新计划】
网络协议系列 第7篇--补充一些底层网络知识【掘金日新计划】
前言：每日革新自我、追求进步。积土而为山，积水而为海。
周尛先森
网络协议虽然是大家都应了解的基本知识，但网上很多相关文章总会忽略一些内容，没有阐明完整的逻辑脉络，我当年学习它的时候也废了挺大功夫。
网络分层、TCP协议、HTTPS中对称与非对称加密，除了了解“它是什么”，你是否有想过“为什么是它”？我认为理解了后者才真正理解了网络协议。
本文以问题的形式逐步展开，一步步揭开计算机网络的面纱，希望能帮助你彻底搞懂网络协议。
TCP是如何做到可靠交付？
在上一篇文章中讲到，TCP是可靠交付的，那他是怎么做到的呢。我们再来看看TCP包头有什么信息，或许能获取到一些关键信息。
通过查看包头信息，我们发现，TCP包头其中有两行（第二行和第三行），是用来存放序号的。在尽量压缩包头的情况下，序号还是占了两行，可想而知这两行的分量是多么重。原来TCP的可靠性很大程度依赖序号完成。
为了保证顺序性，每一个包都有一个标识。在建立连接的时候，会商定标识的初始值，然后按顺序一个一个包发送。同样对于每一个包，都会进行应答。为了记录所有发送的包和接收的包，TCP也需要发送端和接收端分别有缓存保存这些记录。发送端的缓存里是按照包的标识一个一个排列，根据处理的情况分成四部分：
第一部分 ：发送并且已经确认的。
第二部分 ：发送但是还没有确认的。
第三部分 ：没有发送的，但是已经是等待发送。
第四部分 ：没有发送的，并且暂时不会发送的。
发送端中的数据结构：
图1（图片来源于网络）
接收端中的数据结构：
图2（图片来源于网络）
确认与重发机制，中途丢包了怎么办？
假设，上图1中的5的ACK包丢失了，或者5这个包丢失了，这时候TCP会利用一种方法：超时重连，对每一个发送了，但是没有ACK的包，设置一个定时器，超过了一定的时间，就重新尝试。但是这个超市的时间不宜过短，时间必须大于往返时间RTT，否则会引起不必要的重传。也不宜过长，这样访问就变慢了。
发送包的过程中怎么做到流量控制？
TCP包头中携带有一个窗口大小，窗口大小的作用就是流量控制。发送方和接收方有可能两个设备性能不同，处理信息的能力也不同，所以窗口大小限制数据包的发送速度。滑动窗口可以看作成一条从左往右的滚动条，滚动条总长度就是所有数据内容，滚动条可拖动的部分就是窗口大小，可拖动部分就是正在发送但可能还没确认的数据包，可拖动部分的左边至滚动条开始是已经发送，并且已经确认的数据包，而右边则是未发送的数据包。
当数据包发送到接收端，接收端返回ACK,这个数据包才算传输完成，这时候滑动窗口就会向右移，移到最后一个发送已确认的数据包中，这样就能腾出新的位置给发送、接收方继续传输数据包了。
TCP 的拥塞控制主要来避免两种现象，包丢失和超时重传。一旦出现了这些现象就说明，发送速度太快了，要慢一点。
TCP的慢启动是如何工作的？
通过数据包守恒原则，我们知道可以通过ack来决定是否发送新的数据，而要收到ack就要先发送数据。慢启动就开始发送数据时的行为控制。慢启动的总体思路就是从一个很低的初始值开始，逐渐增加数据发送的速度，直到达到超时或者丢包为止。慢启动的工作流程为：每个链接维护一个变量congestion window，当链接刚建立或者遇到丢包市，把这个变量congestion window设置为1，当收到一个新的ACK时，congestion window加1。可以预见，在没有出现超时或者丢包时，慢启动增长的速度是指数级的，所以慢启动实际上并没有那么“慢”，“慢”是慢在它的起点只有1个MSS。
小结
我们从TCP的顺序问题、丢包问题、流量控制入手，介绍了TCP滑动窗口原理，拥塞控制问题，流量控制问题。
最后，让我们一起加油吧！
都看到这了，不如顺手点个赞再走 ( *ˇωˇ* )
