TCP提高效率机制

在TCP可靠传输的基础上要提高效率，那么又是怎么实现的呢？

滑动窗口

在TCP可靠传输中，我们总结了TCP的头部字段的作用和如何实现可靠传输的，现在就是提高效率。第一就是滑动窗口。

• 滑动窗口是什么？

可靠传输是每次发送一条信息后，都要等到对方的应答才能继续发送，所以一半的时间用来接收ACK的应答，这样传输效率明显就很低，所以为了解决这个问题，就有了滑动窗口，滑动窗口是一次发送窗口大小的数据，然后再进行一次等待，这样就很大程度上把等待对方ACK的时间叠加在一起。就提高了传输的效率。

但是提高传输效率，也需要操作系统内核去开辟缓存，进行记录发送缓冲区，用来记录哪些数据没有收到ACK，就需要重新发送。确认应答的就可以删掉。

那么这里就要注意了，如果当在传输过程中发生了数据丢失，也就是说，当在批量的传输数据的时候，中间的某一个数据丢失，是要怎么处理？
我们来画图演示：

当上面画的数据中其中有一个丢失了后，回复的ACK中就会不断给回复下一个该发的是丢失的那个，这时候，系统就会重新发送丢失的那个数据报。

还有一种情况，就是当回复的ACK丢失了，其实没有什么影响，因为TCP协议规定的是，每次回复的ACK都表示的是下一次该发送哪个数据报，这样表示的是当前序号以前的我全部收到了。

流量控制

上面说了有滑动窗口，那么是不是滑动窗口越大越好呢？当然不是！虽然为了提高效率，滑动窗口大的话，每次的吞吐量也就变大了，但是TCP是数据的传输，所以在两台电脑上的情况是不一样的，当发送数据数据的滑动窗口过大的时候，结果对端的机器缓冲区中数据处理的特别慢，当对端接收缓冲区中数据满了的时候，再发送数据就会丢失，那么发送方发现没有ACK超时后，就会不停的发送数据，从而导致网络的拥塞程度加大，而传输效率也没有上去。所以采用了流量控制

流量控制是，在发送方发送数据的时候，会发送一个自己的滑动窗口的大小，然后对端接收后，看自己缓冲区的大小在响应的TCP头部写上自己的滑动窗口的大小，发送方拿到后，会比较，两次TCP中滑动窗口的大小，选取小的，当作发送消息的滑动窗口。

流量控制的过程
每次在接收方收到数据后就会在响应的ACK中加上自己目前的剩余接收缓存的大小，在发送方就会与自己的比较，取小的，当发送方发现确认应答的报文中，滑动窗口为0是后，就不会发送数据，但是会在一定时间内，发送一个探测性的报文来询问对端的接收缓冲区。

拥塞控制

TCP应用了滑动窗口来进行提高数据的传输效率，但是如果在TCP连接后一开始就发送大量的数据，这样从整个网络而言，是会引发问题的。

当网络当前状况很差的时候，如果突然就向网络中发送大量的数据，这样不仅会让网络更为阻塞，还会影响TCP的传输速率。

所以TCP就有了一个慢启动的拥塞控制，每次开始发送小的数据发现发送成功，然后以指数的形式开始增长，当达到阈值，开始线性增长，如果发现丢包率达到一定值的时候，就把发送的阈值减为最大发送的一半，然后发送数据的也降低为新的阈值，开始以线性增长。
图：

延迟应答

前面提到滑动窗口越大，传输的效率相对来说较高，但是为了提高传输效率，每次应答是就会带这接收方的缓冲区的大小，让发送方有选择的进行滑动窗口大小的调整。那么为什么要延迟应答呢？

这一种情况下，在接收方处理数据的时间非常短，那么如果发送方发送的数据后，接收方收到数据在没处理数据时候，计算出剩余缓冲区，发送给发送方，这样的话，滑动窗口就没有达到最大，如果我们延迟应答，就可以有时间给接收方处理数据，这样给发送方的滑动窗口就能更大一点。

当然延迟应答的时间不能超过，对端的超时重传的时间。在一定时间内可以延迟应答。也就是说不是每个包都应答，可以隔几个包来进行应答一次。

捎带应答

捎带应答是在延迟应答的基础上，所以当有些场景下，就会把应答的ACK和要发送的数据合在一块，比如：客户端和服务器在通信的时候，发送一个信息，服务器在回复的时候，就可以延迟应答，干脆就在回复的时候就加上ACK来应答