■tcp認(rèn)識(shí)的誤區(qū)


　　應(yīng)用開發(fā)人員常常遇到這樣的困惑：為什么用tcp寫的應(yīng)用還會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失呢？很多人都以為tcp 協(xié)議可以確保數(shù)據(jù)的傳輸，但事實(shí)上沒有任何一種協(xié)議可以做到這一點(diǎn)。tcp所能做只是傳輸數(shù)據(jù)，如果失敗了，它會(huì)通知你，但它無法告訴你有多少數(shù)據(jù)沒有被正確傳送。

　　tcp 協(xié)議中的應(yīng)答機(jī)制使得發(fā)送方的tcp棧確保接收方tcp棧收到了數(shù)據(jù)。

　　tcp包頭包括32位的順序碼和應(yīng)答碼，順序碼是在連接建立時(shí)隨機(jī)產(chǎn)生的，并隨著傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)遞增。當(dāng)數(shù)據(jù)被接收時(shí)，接收方的tcp棧會(huì)給發(fā)送方發(fā)送應(yīng)答碼，　如果發(fā)送方?jīng)]收到應(yīng)答碼, 它就會(huì)重發(fā)該數(shù)據(jù)。發(fā)方和收方的順序碼是各自獨(dú)立的。


　　■tcp是一個(gè)窗口式的協(xié)議


　　tcp是一個(gè)窗口式的協(xié)議。tcp包頭數(shù)據(jù)中也包含窗口的大小，它告訴遠(yuǎn)端再傳多少數(shù)據(jù)后就必須停止。窗口大小實(shí)際上就是緩存區(qū)的大小，當(dāng)緩沖區(qū)滿的 時(shí)候，窗口就會(huì)關(guān)閉。當(dāng)發(fā)送方收到的應(yīng)答中窗口大小為零時(shí)，它會(huì)自動(dòng)停止發(fā)送。發(fā)送方會(huì)記住自己發(fā)送了多少數(shù)據(jù)，即使沒有收到窗口大小為零的應(yīng)答，它也不 會(huì)發(fā)送大于緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。

　　通常接收方應(yīng)答這些數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用會(huì)不斷讀數(shù)據(jù)，這樣窗口就經(jīng)常處于開放狀態(tài)。

　　導(dǎo)致窗口關(guān)閉的最常見原因是i/o阻塞。這通常是臨時(shí)性的，一般i/o通暢后，緩存（窗口）會(huì)自動(dòng)開放。第二個(gè)原因就是應(yīng)用代碼中的bug使得接收應(yīng)用程序忽略了連接，重要的不在于接收方讀沒讀數(shù)據(jù)，而在于發(fā)送方在收到應(yīng)答后是否正確地發(fā)送了數(shù)據(jù)。


　　■tcp的緩存機(jī)制


　　發(fā)送tcp棧在收到應(yīng)答前必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，而應(yīng)用程序在調(diào)用tcp棧發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)并不知道數(shù)據(jù)已經(jīng)在緩存區(qū)了。只要發(fā)送tcp棧還有空間，它就會(huì)接收來自應(yīng)用的數(shù)據(jù)并進(jìn)行緩存。一旦緩存滿了導(dǎo)致應(yīng)用程序無法繼續(xù)發(fā)送，它就會(huì)認(rèn)為有問題了。

　　如果問題是發(fā)送tcp棧沒有收到應(yīng)答，那么它會(huì)重發(fā)，等待應(yīng)答的時(shí)間會(huì)越來越長(zhǎng)，直至最終放棄并重新建立連接。重新連接后本地緩存會(huì)清空，并通知應(yīng)用 程序。但是至于有多少數(shù)據(jù)在緩存區(qū)沒有收到應(yīng)答仍不得而知。本地tcp棧無法知道遠(yuǎn)端是否收到了數(shù)據(jù)，也不知道是否收到了遠(yuǎn)端應(yīng)答。

　　如果問題是窗口關(guān)閉了，那么發(fā)送tcp棧會(huì)定期發(fā)送窗口探針來探測(cè)接收方窗口是否開放。接收tcp棧必須應(yīng)答窗口探針包。應(yīng)答包含當(dāng)前窗口大小。在收到探針應(yīng)答前，發(fā)送tcp棧只能等待。


　　■路在何方


　　也許有人會(huì)說：既然如此，為何還要用tcp協(xié)議？如果應(yīng)用中必須包括數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)和應(yīng)答，為什么不用udp協(xié)議？tcp的優(yōu)勢(shì)在于你不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)傳輸機(jī) 制，如果數(shù)據(jù)包在傳輸過程中由于路由的關(guān)系，其到達(dá)順序被打亂，接收tcp棧會(huì)將這些數(shù)據(jù)包按其順序碼重新排列，從而保證了數(shù)據(jù)的正確性。而如果采用 udp的話，則應(yīng)用中必須設(shè)法提供所有這些機(jī)制。

　　如果發(fā)生了傳輸線路中斷，僅有應(yīng)用層的應(yīng)答是不夠的。按照應(yīng)用層應(yīng)答機(jī)制，在重建連接后，發(fā)送方會(huì)重發(fā)那些沒有收到應(yīng)答的數(shù)據(jù)包，但是有可能雖然這些 應(yīng)答丟了，可數(shù)據(jù)卻到達(dá)了，并已用于應(yīng)用程序。為了防止這種情況，發(fā)送應(yīng)用方需保存沒被接收應(yīng)用應(yīng)答的數(shù)據(jù)段的標(biāo)識(shí) ，接收應(yīng)用方也應(yīng)保存自己已接收和處理過的數(shù)據(jù)段的標(biāo)識(shí)。當(dāng)重建連接時(shí)，發(fā)送方將發(fā)送第一個(gè)沒有收到應(yīng)答的數(shù)據(jù)段，或者詢問接收方最后發(fā)出的應(yīng)答進(jìn)行確 認(rèn)。為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o誤, 應(yīng)該保證接收應(yīng)用方保存的數(shù)據(jù)段標(biāo)識(shí)在應(yīng)用重啟或系統(tǒng)癱瘓時(shí)仍能安然無恙。

　　盡管tcp協(xié)議十分優(yōu)秀，但它并不能確保數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸萬無一失。