可靠傳輸

最理想的傳輸有兩個特點：

1）傳輸信道不產生差錯；

2）不管發送方是否降低發送數據的速度，不需要採取任何措施就能夠實現可靠傳輸。

然而實際中的網絡並不能夠達到這種理想的狀態，但我們可以通過使用一些可靠傳輸的協議去處理這些問題，比如規定如果發現發送的數據發生錯誤時讓發送方重新發送，這樣的協議有停止等待協議、連續ARQ協議。

TCP：傳輸控制協議，提供的是面向連接、可靠的字節流服務。當客户和服務器彼此交換數據前，必須先在雙方之間建立一個TCP連接，之後才能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，流量控制等功能，保證能從一端傳到另一端。

當應用層向TCP層發送用於網間傳輸的、用字節表示的數據流，TCP則把數據流分割成適當長度的報文段，最大傳輸段大小（MSS）通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳送單元（MTU）限制。之後TCP把數據包傳給IP層，由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的TCP層。

TCP為了保證報文傳輸的可靠，就給每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然後接收端實體對已成功收到的字節發回一個相應的確認（ACK）；如果發送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那麼對應的數據（假設丟失了）將會被重傳。

在數據正確性與合法性上，TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤，在發送和接收時都要計算校驗和；同時可以使用md5認證對數據進行加密。

在保證可靠性上，採用超時重傳和捎帶確認機制。

在流量控制上，採用滑動窗口協議，協議中規定，對於窗口內未經確認的分組需要重傳。

UDP：用户數據協議，是一個簡單的面向數據的運輸層協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報削不用在客户和服務器之間建立一個連接，且沒有超時重發機制，故而傳輸速度很快。

TCP提供一種面向連接的、可靠的字節流服務。面向連接意味着兩個使用TCP的應用（通常是一個客户和一個服務器）在彼此交換數據包之前必須先建立一個TCP連接。這一過程與打電話很相似，先撥號振鈴，等待對方摘機説“喂”，然後才説明是誰。在一個TCP連接中，僅有兩方進行彼此通信。廣播和多播不能用於TCP。

總結一下，TCP通過下列方式來提供可靠性：

1）面向字節流和緩存機制：應用數據被分割成TCP認為最適合發送的數據塊。這和UDP完全不同，應用程序產生的數據長度將保持不變。由TCP傳遞給IP的信息單位稱為報文段或段（segment）。

2）超時重發和確認機制：當TCP發出一個段後，它啓動一個定時器，等待目的端確認收到這個報文段。如果不能及時收到一個確認，將重發這個報文段。當TCP收到發自TCP連接另一端的數據，它將發送一個確認。TCP有延遲確認的功能，在此功能沒有打開，則是立即確認。功能打開，則由定時器觸發確認時間點。

3）檢驗和機制：TCP將保持它首部和數據的檢驗和。這是一個端到端的檢驗和，目的是檢測數據在傳輸過程中的任何變化。如果收到段的檢驗和有差錯，TCP將丟棄這個報文段和不確認收到此報文段（希望發端超時並重發）。

4）字節編號機制：既然TCP報文段作為IP數據報來傳輸，而IP數據報的到達可能會失序，因此TCP報文段的到達也可能會失序。如果必要，TCP將對收到的數據進行重新排序，將收到的數據以正確的順序交給應用層。

5）自動丟棄重複機制：既然IP數據報會發生重複，TCP的接收端必須丟棄重複的數據。

6）流量控制：TCP還能提供流量控制。TCP連接的每一方都有固定大小的緩衝空間。TCP的接收端只允許另一端發送接收端緩衝區所能接納的數據。這將防止較快主機致使較慢主機的緩衝區溢出。

兩個應用程序通過TCP連接交換8bit字節構成的字節流。TCP不在字節流中插入記錄標識符。我們將這稱為字節流服務（byte stream service）。如果一方的應用程序先傳10字節，又傳20字節，再傳50字節，連接的另一方將無法瞭解發方每次發送了多少字節。只要自己的接收緩存沒有塞滿，TCP 接收方將有多少就收多少。一端將字節流放到TCP連接上，同樣的字節流將出現在TCP連接的另一端。

另外，TCP對字節流的內容不作任何解釋。TCP不知道傳輸的數據字節流是二進制數據，還是ASCⅡ字符、EBCDIC字符或者其他類型數據。對字節流的解釋由TCP連接雙方的應用層解釋。