面试准备-计算机网络笔记
面试准备-计算机网络笔记
- 概述
- 互联网
- ISP
- 主机之间的通信方式
- 电路交换与分组交换
- 计算机网络体系结构（重点）
- 物理层
- 数据链路层
- 基本概念
- 三大基本问题
- 封装成帧
- 透明传输
- 差错检测
- 点对点信道
- 点对点协议PPP概述
- PPP协议的组成
- PPP协议的帧格式
- PPP协议实现透明传输
- 广播信道
- 信道复用技术
- CSMA/CD协议
- 网络层
- 概述
- 网际协议IP
- IP数据报格式
- 分类的IP地址
- 地址解析协议ARP
- 网际控制报文协议ICMP
- 虚拟专用网VPN
- 网络地址转换NAT
- 路由器
- 分组转发流程
- 路由选择协议
- 传输层
- UDP 和 TCP 的特点
- UDP 首部格式
- TCP 首部格式
- TCP 的三次握手
- TCP 的四次挥手
- TCP 滑动窗口
- TCP 流量控制
- TCP 拥塞控制
概述
面试经常会考到计算机网络的内容，比如说TCP/IP、UDP
互联网
网络把主机连接起来，而互联网是把多种不同的网络连接起来，因此互联网是网络的网络。
ISP
ISP互联网服务提供商可以从互联网管理机构获得许多IP地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向ISP缴纳一定的费用就可以接入互联网。（目前国内比较出名的ISP就是电信、移动和联通）
主机之间的通信方式
- 客户-服务器（C-S）
客户端是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
- 对等连接（P2P）
不分客户端和服务器，也可以说每一台主机既是服务器又是客户端，即互联网中没有单独的服务器。
电路交换与分组交换
-
电路交换
电路交换常用于电话通信系统，两个用户通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的使用率很低，往往不到10%甚至1%。
通信过程：建立连接（占用通信资源）->通话（一直占用通信资源）->释放连接（归还通信资源）。
电路交换的特点就是在通话的全部时间内，通信的两个用户始终占用端到端的通信资源。 -
分组交换
分组交换采用存储转发技术，表示将一个报文划分为几个等长数据段后再进行转发，每个数据段加上一些由必要的控制信息组成的首部后，就构成一个分组。分组是互联网中传送的数据单元。分组的首部包含了目的地址和源地址等重要的控制信息，正因为这些信息，每一个分组才能在互联网中独立地选择传输路径，并被正确的交付到分组传输的终点。
路由器就是用来转发分组的，路由器收到一个分组，先暂时存储一下，检查其首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的借口转发出去，把分组交给下一个路由器。这样一步一步地（有时会经过几十个不同的路由器）以存储转发的方式，把分组交付最终的目的主机。
优点：高效、灵活、
总时延=传输时延+传播时延+处理时延+排队时延
计算机网络体系结构（重点）
OSI是法律上的国际标准，但是事实上TCP/IP更加广泛运用，因此常常被称为事实上的国际标准。而五层协议则是将TCP/IP的网络接口层具体分成了数据链路层和物理层。因此在这里我将详细介绍五层协议。
- 应用层：通过应用进程间的交互来完成特定应用程序，例如支持万维网应用的HTTP、域名系统DNS、支持电子邮件的SMTP等。数据单元是报文。
- 运输层：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。运输层有复用和奋勇的功能，复用就是应用层的进程可以同时使用下面运输层的服务，而分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应进程。
运输层主要使用以下两种协议：
传输控制协议TCP——提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段。
用户数据报协议UDP——提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据报。 - 网络层，也叫IP层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据是，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报。因此“分组”=数据报“。
- 数据链路层，常简称为链路层。在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制等）。
- 物理层，考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。
TCP/IP体系结构只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并成网络接口层。
数据在各层之间的传递过程：在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。而路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。
物理层
通信方式：根据信息在传输线上的传送方向，分为一下三种通信方式：单工通信、半双工通信、全双工通信。
数据链路层
数据链路层主要关注的内容有：
- 数据链路层的点对点信道（PPP协议）和广播信道（CSMA/CD协议）的特点。
- 数据链路层的三个基本问题：封装成帧、透明传输和差错检测。
- 以太网MAC层的硬件地址。
- 适配器、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用以及使用场合。
基本概念
- 链路：从一个结点到相邻结点的一段物理线路（有线或无线），而中间没有其它的交换结点。
- 数据链路：有控制数据传输的通信协议的链路。也有人将链路称为物理链路，而数据链路则被称为逻辑链路，是物理链路加上必要的通信协议。
- 帧：点对点信道的数据链路层的协议数据单元。数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上，以及将接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。（PS:网络层的协议数据单元是IP数据报）
- 信道分类：分为广播信道和点对点信道。广播信道也就是一对多通信，一个结点发送的数据能够被广播信道上所有的结点接收到。点对点通信就是一对一通信。
- MAC地址：链路层地址，长度为48位，用于唯一标识网络适配器，也就是俗称的网卡。一台主机拥有多少个网络适配器就有多少个MAC地址，例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器，因此就有两个MAC地址。
- 局域网：局域网是一种典型的广播信道，特点就是网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。可以根据网络拓扑结构对局域网进行分类：星形网、环形网、总线网。
- 以太网：是一种星型拓扑结构局域网。
三大基本问题
封装成帧
就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界（就是确定帧的界限），一般使用SOH和EOT划分。此外，首部和尾部还包括许多必要的控制信息。注意每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最大传输单元MTU。
透明传输
”透明“是一个重要术语，表示：某一个世纪存在的事物看起来却好像不存在一样。在数据链路层的透明传输就是无论传送什么样的比特组合的数据，都能按照原样没有差错地通过这个数据层。
为了解决透明传输问题，就必须设法使数据中可能出现的控制字符”SOH“和”EOT“在接收端不被解释为控制字符。具体方法是：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符"SOH"和"EOT"前面插入一个转义字符”ESC“，而接受端的数据链路层在数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符，这个方法称为字符填充（字节填充）。那如果转义字符也在数据中，那么解决方法还是在前面添加转义字符，接收端如果收到两个转义字符，就删除前面的一个。
差错检测
现实的通信链路都不会是理想的。这就是说，比特在传输过程中可能会产生差错：1可能会变成0，而0也有可能变成1。这就叫做比特差错。目前在数据链路层广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。简单来讲就是发送方把数据通过一定的算法计算出n位冗余码，接收端在接收方的时候通过计算冗余码可以判断出数据是否发生了比特差错。如果有错，直接丢弃。通过循环冗余检验可以实现对帧的无差错接受，即：”凡是接收端数据链路层接受的帧，我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错“，也可以理解为”凡是接收端接受的帧均无错误“。
点对点信道
点对点信道的数据链路层在进行通信是的主要步骤如下：
- 结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧。
- 结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。
- 若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。
点对点协议PPP概述
点对点通信是一对一通信，不会产生碰撞（也叫冲突），因此也比较简单，使用PPP协议进行控制。
互联网用户通常需要连接到某个ISP之后才能接入到互联网，PPP协议是用户计算机和ISP进行通信是所使用的数据链路层协议。
PPP协议的组成
PPP协议有三个组成部分：
- 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
- 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP。通信的双方可协商一些选项。
- 一套网络控制协议NCP，其中的每一个协议支持不同的网络层协议。
PPP协议的帧格式
PPP帧的首部和尾部分别是四个字段和两个字段。格式：
F字段为帧的定界符
A和C字段暂时没有意义
FCS字段是使用CRC的检验序列
信息部分长度不超过1500
PPP协议实现透明传输
PPP协议使用0x7E实现帧定界
- 当PPP使用异步传输（逐个字符地传送），使用字节填充，也就是添加转义符（0x7D）
- 当PPP使用同步传输（一连串的比特连续传送）时，采用零比特填充。在发送端，先扫描整个信息字段，只要发现有5个连续的1，则立即填入一个0，就可以保证在信息字段中不会出现6个连续的1（也就是0x7D）。接收端在收到一个帧时先找到标志字段F已确定一个帧的边界，接着扫描其中的比特流，当发现5个连续1时，就把5个连续1后面的一个0删除，以还原成原来的信息比特流。
广播信道
广播信道进行一对多的通信，一个节点发送的数据能够被广播信道上所有的节点接收到。所有的节点都在同一个广播信道上发送数据，因此需要有专门的控制方法进行协调，避免发生冲突（也叫碰撞）。目前主要有两种控制方法进行协调，一个是使用信道复用技术，一是使用CSMA/CD协议.
信道复用技术
- 频分复用：所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源。
- 时分复用：所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。
- 统计时分复用：
- 波分复用：光的频分复用
- 码分复用：给每个用户分配m bit的码片，所有码片两两正交，接收端使用码片对接受到的数据进行内积运算时，结果为0的是其它用户发送的数据，结果为1或者-1时就是发送给自己的数据1或0。可以看到需要发送的数据量为原来的m倍。但是防监听效果最好。
CSMA/CD协议
CSMA/CD也就是载波监听多点接入 / 碰撞检测
多点接入：说明这是总线型网络，许多主机以多点的方式连接到总线上。
载波监听：每个主机都必须不停地监听信道。在发送前，如果监听到信道正在使用，就必须等待。
碰撞检测：在发送中，如果监听到信道已有其它主机正在发送数据，就表示发生了碰撞，虽然每个主机在发送数据之前都已经监听到信道为空闲，但是由于电磁波的传播时延的存在，还是有可能发生碰撞。
记端到端的传播时延为r，最先发送的节点最多经过2r就可以知道是否发生了碰撞，则称2r为争用期。只有经过争用期之后还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。当发送碰撞时，站点要停止发送，等待一段时间再发送，这个时间采用截断二进制指数退避算法来确定。从离散的整数集合{0,1,…,(2k-1)}中随机选出一个数x，然后取x倍的争用期作为重传等待时间
网络层
概述
网络层是整个互联网的核心，因此应当让网络层尽可能简单。网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。也就是说网络层只负责对数据报的转发，不提供服务质量的承诺。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。
使用IP协议，可以把异构的物理网络连接起来，使得在网络层看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一，也是最重要的互联网标准协议之一。与IP协议配套使用的还有三个协议：
- 地址解析协议ARP
- 网际控制报文协议ICMP
- 网际组管理协议IGMP
IP数据报格式
分类的IP地址
整个互联网就是一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给互联网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位标识符。IP地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN进行分配。
IP地址的编址方式经历了三个历史阶段：
-
分类
IP地址由两个部分组成，网络号+主机号，其中不同分类具有不同的网络号胀肚，并且是固定的。
IP地址 ::={<网络号>,<主机号>}
-
子网划分
通过在主机号字段中拿一部分作为子网号，把两级IP地址划分为三级IP地址。
IP地址 ::={<网络号>,<子网号>,<主机号>}
通过使用子网掩码来设置子网号占几个比特。例如，一个 B 类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0，如果 B 类地址的子网占两个比特，那么子网掩码为 11111111 11111111 11000000 00000000，也就是 255.255.192.0。 -
无分类
无分类编址CIDR消除了传统A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，使用网络前缀和主机号来对IP地址进行编码，网络前缀的长度可以根据需要变化。
IP地址 ::={<网络前缀>,<主机号>}
CIDR使用斜线记法，即在IP地址后面加上斜线”/“，然后写上网络前缀所占的位数。
一个 CIDR 地址块中有很多地址，一个 CIDR 表示的网络就可以表示原来的很多个网络，并且在路由表中只需要一个路由就可以代替原来的多个路由，减少了路由表项的数量。把这种通过使用网络前缀来减少路由表项的方式称为路由聚合，也称为 构成超网 。
在路由表中的每一项由”网络前缀“和”下一跳地址“组成，在查找时可能会得到不止一个匹配结果，应当采用最长前缀匹配来确定应该匹配哪一个。
地址解析协议ARP
网络层实现主机之间的通信，而链路层实现具体每段链路之间的通信。因此在通信过程中，IP数据报的源地址和目的地址始终不变，而MAC地址随着链路的改变而改变。
而地址解析协议ARP则是实现由IP地址得到MAC地址。
每个主机都有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到MAC地址的映射表。
如果主机A知道主机B的IP地址，但是ARP告诉缓存中没有该IP地址到MAC地址的映射，此时主机A在局域网通过广播的方式发送ARP请求分组，主机B收到该请求后会发送ARP响应分组给主机A告知其MAC地址，随后主机A向其高速缓存中写入主机B的IP地址到MAC地址的映射。
网际控制报文协议ICMP
ICMP是为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会。它封装在IP数据报中，但是不属于高层协议。
ICMP报文分为差错报告报文和询问报文。
- Ping是ICMP的一个重要作用，主要用来测试两台主机之间的连通性。原理是通过向目的主机发送ICMP Echo请求报文，目的主机收到之后会发送Echo回答报文。Ping会根据时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间以及丢包率。
- Traceroute是ICMP的另一个应用，用于跟踪一个分组从源点到终点的路径。
虚拟专用网VPN
由于 IP 地址的紧缺，一个机构能申请到的 IP 地址数往往远小于本机构所拥有的主机数。并且一个机构并不需要把所有的主机接入到外部的互联网中，机构内的计算机可以使用仅在本机构有效的 IP 地址（专用地址）。
有三个专用地址块：
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
网络地址转换NAT
专用网内部的主机使用本地IP地址又想和互联网上的主机通信时，可以使用NAT来将本地IP转换为全球IP。
路由器
路由器从功能上可以划分为：路由选择和分组转发。
分组转发结构由三个部分著称：交换结构、一组输入端口和一组输出端口。
分组转发流程
- 从数据报的首部提取目的主机的IP地址D，得到目的网络地址N；
- 若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址，则进行直接交付；
- 若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给表中所指明的下一跳路由器；
- 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；
- 报告转发分组出错。
路由选择协议
路由选择协议都是自适应的，能随着网络通信量和拓扑结构的变化而自适应地进行调整。
互联网可以划分为许多较小的自治系统 AS，一个 AS 可以使用一种和别的 AS 不同的路由选择协议。
可以把路由选择协议划分为两大类：
自治系统内部的路由选择：RIP 和 OSPF
自治系统间的路由选择：BGP
-
内部网关协议 RIP
RIP 是一种基于距离向量的路由选择协议。距离是指跳数，直接相连的路由器跳数为 1。跳数最多为 15，超过 15 表示不可达。
RIP 按固定的时间间隔仅和相邻路由器交换自己的路由表，经过若干次交换之后，所有路由器最终会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器地址。
距离向量算法：
对地址为 X 的相邻路由器发来的 RIP 报文，先修改报文中的所有项目，把下一跳字段中的地址改为 X，并把所有的距离字段加 1；
对修改后的 RIP 报文中的每一个项目，进行以下步骤：
若原来的路由表中没有目的网络 N，则把该项目添加到路由表中；
否则：若下一跳路由器地址是 X，则把收到的项目替换原来路由表中的项目；否则：若收到的项目中的距离 d 小于路由表中的距离，则进行更新（例如原始路由表项为 Net2, 5, P，新表项为 Net2, 4, X，则更新）；否则什么也不做。
若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把该相邻路由器标为不可达，即把距离置为 16。
RIP 协议实现简单，开销小。但是 RIP 能使用的最大距离为 15，限制了网络的规模。并且当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此消息传送到所有路由器。 -
内部网关协议 OSPF
开放最短路径优先 OSPF，是为了克服 RIP 的缺点而开发出来的。
开放表示 OSPF 不受某一家厂商控制，而是公开发表的；最短路径优先表示使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法 SPF。
OSPF 具有以下特点：
向本自治系统中的所有路由器发送信息，这种方法是洪泛法。
发送的信息就是与相邻路由器的链路状态，链路状态包括与哪些路由器相连以及链路的度量，度量用费用、距离、时延、带宽等来表示。
只有当链路状态发生变化时，路由器才会发送信息。
所有路由器都具有全网的拓扑结构图，并且是一致的。相比于 RIP，OSPF 的更新过程收敛的很快。 -
外部网关协议 BGP
BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）
AS 之间的路由选择很困难，主要是由于：
互联网规模很大；
各个 AS 内部使用不同的路由选择协议，无法准确定义路径的度量；
AS 之间的路由选择必须考虑有关的策略，比如有些 AS 不愿意让其它 AS 经过。
BGP 只能寻找一条比较好的路由，而不是最佳路由。
每个 AS 都必须配置 BGP 发言人，通过在两个相邻 BGP 发言人之间建立 TCP 连接来交换路由信息。
传输层
网络层只把分组发送到目的主机，但是真正通信的并不是主机而是主机中的进程。传输层提供了进程间的逻辑通信，传输层向高层用户屏蔽了下面网络层的核心细节，使应用程序看起来像是在两个传输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
UDP 和 TCP 的特点
用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）是无连接的，尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文（对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加 UDP 首部），支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）是面向连接的，提供可靠交付，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流（把应用层传下来的报文看成字节流，把字节流组织成大小不等的数据块），每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。
UDP 首部格式
首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和临时添加的。
TCP 首部格式
序号 ：用于对字节流进行编号，例如序号为 301，表示第一个字节的编号为 301，如果携带的数据长度为 100 字节，那么下一个报文段的序号应为 401。
确认号 ：期望收到的下一个报文段的序号。例如 B 正确收到 A 发送来的一个报文段，序号为 501，携带的数据长度为 200 字节，因此 B 期望下一个报文段的序号为 701，B 发送给 A 的确认报文段中确认号就为 701。
数据偏移 ：指的是数据部分距离报文段起始处的偏移量，实际上指的是首部的长度。
确认 ACK ：当 ACK=1 时确认号字段有效，否则无效。TCP 规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK 置 1。
同步 SYN ：在连接建立时用来同步序号。当 SYN=1，ACK=0 时表示这是一个连接请求报文段。若对方同意建立连接，则响应报文中 SYN=1，ACK=1。
终止 FIN ：用来释放一个连接，当 FIN=1 时，表示此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放连接。
窗口 ：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。
TCP 的三次握手
假设 A 为客户端，B 为服务器端。
首先 B 处于 LISTEN（监听）状态，等待客户的连接请求。
A 向 B 发送连接请求报文，SYN=1，ACK=0，选择一个初始的序号 x。
B 收到连接请求报文，如果同意建立连接，则向 A 发送连接确认报文，SYN=1，ACK=1，确认号为 x+1，同时也选择一个初始的序号 y。
A 收到 B 的连接确认报文后，还要向 B 发出确认，确认号为 y+1，序号为 x+1。
B 收到 A 的确认后，连接建立。
三次握手的原因
第三次握手是为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。
客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么就会隔很长一段时间才能收到服务器端发回的连接确认。客户端等待一个超时重传时间之后，就会重新请求连接。但是这个滞留的连接请求最后还是会到达服务器，如果不进行三次握手，那么服务器就会打开两个连接。如果有第三次握手，客户端会忽略服务器之后发送的对滞留连接请求的连接确认，不进行第三次握手，因此就不会再次打开连接。
TCP 的四次挥手
以下描述不讨论序号和确认号，因为序号和确认号的规则比较简单。并且不讨论 ACK，因为 ACK 在连接建立之后都为 1。
A 发送连接释放报文，FIN=1。
B 收到之后发出确认，此时 TCP 属于半关闭状态，B 能向 A 发送数据但是 A 不能向 B 发送数据。
当 B 不再需要连接时，发送连接释放报文，FIN=1。
A 收到后发出确认，进入 TIME-WAIT 状态，等待 2 MSL（最大报文存活时间）后释放连接。
B 收到 A 的确认后释放连接。
四次挥手的原因
客户端发送了 FIN 连接释放报文之后，服务器收到了这个报文，就进入了 CLOSE-WAIT 状态。这个状态是为了让服务器端发送还未传送完毕的数据，传送完毕之后，服务器会发送 FIN 连接释放报文。
TIME_WAIT
客户端接收到服务器端的 FIN 报文后进入此状态，此时并不是直接进入 CLOSED 状态，还需要等待一个时间计时器设置的时间 2MSL。这么做有两个理由：
确保最后一个确认报文能够到达。如果 B 没收到 A 发送来的确认报文，那么就会重新发送连接释放请求报文，A 等待一段时间就是为了处理这种情况的发生。
等待一段时间是为了让本连接持续时间内所产生的所有报文都从网络中消失，使得下一个新的连接不会出现旧的连接请求报文。
TCP 可靠传输
TCP 使用超时重传来实现可靠传输：如果一个已经发送的报文段在超时时间内没有收到确认，那么就重传这个报文段。
一个报文段从发送再到接收到确认所经过的时间称为往返时间 RTT，加权平均往返时间 RTTs 计算如下：
超时时间 RTO 应该略大于 RTTs，TCP 使用的超时时间计算如下：
其中 RTTd 为偏差。
TCP 滑动窗口
窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。
发送窗口内的字节都允许被发送，接收窗口内的字节都允许被接收。如果发送窗口左部的字节已经发送并且收到了确认，那么就将发送窗口向右滑动一定距离，直到左部第一个字节不是已发送并且已确认的状态；接收窗口的滑动类似，接收窗口左部字节已经发送确认并交付主机，就向右滑动接收窗口。
接收窗口只会对窗口内最后一个按序到达的字节进行确认，例如接收窗口已经收到的字节为 {31, 34, 35}，其中 {31} 按序到达，而 {34, 35} 就不是，因此只对字节 31 进行确认。发送方得到一个字节的确认之后，就知道这个字节之前的所有字节都已经被接收。
TCP 流量控制
流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。
接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小，从而影响发送方的发送速率。将窗口字段设置为 0，则发送方不能发送数据。
TCP 拥塞控制
如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时发送方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当控制发送方的速率。这一点和流量控制很像，但是出发点不同。流量控制是为了让接收方能来得及接收，而拥塞控制是为了降低整个网络的拥塞程度。
TCP 主要通过四个算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。
发送方需要维护一个叫做拥塞窗口（cwnd）的状态变量，注意拥塞窗口与发送方窗口的区别：拥塞窗口只是一个状态变量，实际决定发送方能发送多少数据的是发送方窗口。
为了便于讨论，做如下假设：
接收方有足够大的接收缓存，因此不会发生流量控制；
虽然 TCP 的窗口基于字节，但是这里设窗口的大小单位为报文段。
- 慢开始与拥塞避免
发送的最初执行慢开始，令 cwnd = 1，发送方只能发送 1 个报文段；当收到确认后，将 cwnd 加倍，因此之后发送方能够发送的报文段数量为：2、4、8 …
注意到慢开始每个轮次都将 cwnd 加倍，这样会让 cwnd 增长速度非常快，从而使得发送方发送的速度增长速度过快，网络拥塞的可能性也就更高。设置一个慢开始门限 ssthresh，当 cwnd >= ssthresh 时，进入拥塞避免，每个轮次只将 cwnd 加 1。
如果出现了超时，则令 ssthresh = cwnd / 2，然后重新执行慢开始。
- 快重传与快恢复
在接收方，要求每次接收到报文段都应该对最后一个已收到的有序报文段进行确认。例如已经接收到 M1 和 M2，此时收到 M4，应当发送对 M2 的确认。
在发送方，如果收到三个重复确认，那么可以知道下一个报文段丢失，此时执行快重传，立即重传下一个报文段。例如收到三个 M2，则 M3 丢失，立即重传 M3。
在这种情况下，只是丢失个别报文段，而不是网络拥塞。因此执行快恢复，令 ssthresh = cwnd / 2 ，cwnd = ssthresh，注意到此时直接进入拥塞避免。
慢开始和快恢复的快慢指的是 cwnd 的设定值，而不是 cwnd 的增长速率。慢开始 cwnd 设定为 1，而快恢复 cwnd 设定为 ssthresh。