网络系列（一）| TCP 快速入门
简介
互联网有一整套协议构成，TCP是其中的一层
以太网
- 作用：电子信号如何组成数据包（packet），解决了
子网内部点对点通信 - 缺点：
无法连接多个局域网，IP协议解决
IP
- 作用：定义一套自己的地址规则，通过
路由的形式将各个局域网相连。路由器基于IP协议 - 路由器内部有一张路由表，规定 IP 出口，实现数据包转发
- 缺点：
是地址协议，不能保证数据完整，TCP 协议解决
TCP
- 作用： 保证数据通信的完整性和可靠性，防止丢包
TCP 数据包
以太网的数据包 大小固定，最初1518 增加到 1522 字节 。其中头信息（head）22 字节，负载（payload）：1500字节
以太网数据包：1522 字节
- 头信息：22
- 负载：1500
- IP数据包
- 头信息：20（最少）
- 负载：1480
- TCP 数据包
- 头信息：20 （最少）
- 负载：1400
- TCP 数据包
- IP数据包
TCP 数据包编号（SEQ）
TCP 为每个数据包编号（sequence number），目的是为了接收方按照顺序还原。另外，万一丢包也可知道丢失哪一个包。
每个数据包都有两个编号
- 自身编号：
sequence number - 下一个包编号：
next sequence number
如下图表示：当前包的负载大小为 46183-45943 = 240 字节
TCP 数据包组装
操作系统持续接收 TCP 数据包，按照顺序组装好。一旦组装完成后，根据数据包中的端口（port）参数，交给监听该端口的应用程序处理。应用程序收到组装好的原始数据，会根据 HTTP 协议中的 Content-Length 字段开始一段段读取数据。其中应用程序需要的数据放在 TCP 数据包中， TCP 原始文件的大小由应用层的协议来规定。
慢启动和ACK
原因：服务器可能由于带宽小、路由器过热、缓存溢出等情况，导致丢包，因此服务器发包的速度不是越快越好。
作用：服务器为了达到线路的最高速率，获知对方线路的理想速率，使用慢启动。
Linux 内核设计一个 TCP_INIT_CWND 刚开始通信的时候，会一次性发送10个数据包，然后停下来，等待接收方确认，再继续发送。
接收方每收到两个数据包，就要发送一个确认消息（acknowledgement，ACK）
ACK两个信息：
ACK NUM：期待要收到下一个数据包的编号WINDOW：接收方的接收窗口的剩余容量
发送方有了这两个信息，再加上自己已经发出的数据包的最新编号，就会推测出接收方大概的接收速度，从而降低或增加发送速率。 这被称为”发送窗口”，这个窗口的大小是可变的。
数据包丢失处理
每个数据包都是带有下一个数据包的编号，如果下一个数据包没有收到，那么 ACK 的编号就不会改变。
如果发送方收到三个连续的重复ACK 或者 超时了还没有收到任何ACK，就会确认丢包，通过这个机制，保证了包不丢失。
举例来说，现在收到了4号包，但是没有收到5号包。ACK 就会记录，期待收到5号包。过了一段时间，5号包收到了，那么下一轮 ACK 会更新编号。如果5号包还是没收到，但是收到了6号包或7号包，那么 ACK 里面的编号不会变化，总是显示5号包。这会导致大 量重复内容的 ACK。
