TCP協議傳輸的特點主要就是面向字節流、傳輸可靠、面向連接。本篇文章，我們就重點討論一下TCP協議如何確保傳輸的可靠性的。
TCP協議保證數據傳輸可靠性的方式主要有：
1． 校驗和
2． 序列號
3． 確認應答
4． 超時重傳
5． 連接管理
6． 流量控制
7． 擁塞控制
二、確認應答與序列號
序列號：TCP傳輸時將每個字節的數據都進行了編號，這就是序列號。
確認應答：TCP傳輸的過程中，每次接收方收到數據後，都會對傳輸方進行確認應答。也就是發送ACK報文。這個ACK報文當中帶有對應的確認序列號，告訴發送方，接收到了哪些數據，下一次的數據從哪裡發。
序列號的作用不僅僅是應答的作用，有了序列號能夠將接收到的數據根據序列號排序，並且去掉重複序列號的數據。這也是TCP傳輸可靠性的保證之一。
三、 超時重傳
在進行TCP傳輸時，由於確認應答與序列號機制，也就是說發送方發送一部分數據後，都會等待接收方發送的ACK報文，並解析ACK報文，判斷數據是否傳輸成功。如果發送方發送完數據後，遲遲沒有等到接收方的ACK報文，這該怎麼辦呢？而沒有收到ACK報文的原因可能是什麼呢？
發送方沒有接收到ACK響應的原因：其中一方出現了網絡問題。
1. 數據發送方：數據發送過程中有由於網絡問題全體丟包，接收方根本沒有收到數據。
2. 數據接收方：數據拿到了。但是發送ACK報文的時候由於網絡問題，發送失敗。
為了解決丟包問題導致的【確認應答、序列號】機制失效，TCP引入了超時重傳機制。簡單的理解就是在發送方發送數據後的一段時候內，如果沒有接收到接收方的ACK響應，那麼剛剛發送的數據需要重新發送。對應上面說到的兩種原因，如果是數據發方的問題，數據重新發送，數據接收方進行響應ACK;如果是數據接收方的問題，數據發送過來之後，接收方根據序列號判斷是否是重複數據，如果是直接丟棄，然後繼續返回ack響應。
那麼發送方發送完畢後等待的時間是多少呢？如果這個等待的時間過長，那麼會影響TCP傳輸的整體效率，如果等待時間過短，又會導致頻繁的發送重複的包。如何權衡？
由於TCP傳輸時保證能夠在任何環境下都有一個高性能的通信，因此這個最大超時時間（也就是等待的時間）是動態計算的。
四、 網絡連接
五、 流量控制
接收端在接收到數據後，對其進行處理。如果發送端的發送速度太快，導致接收端的結束緩衝區很快的填充滿了。此時如果發送端仍舊發送數據，那麼接下來發送的數據都會丟包，繼而導致丟包的一系列連鎖反應，超時重傳呀什麼的。而TCP根據接收端對數據的處理能力，決定發送端的發送速度，這個機制就是流量控制。
在TCP協議的報頭信息當中，有一個16位字段的窗口大小。在介紹這個窗口大小時我們知道，窗口大小的內容實際上是接收端接收數據緩衝區的剩餘大小。這個數字越大，證明接收端接收緩衝區的剩餘空間越大，網絡的吞吐量越大。接收端會在確認應答發送ACK報文時，將自己的即時窗口大小填入，並跟隨ACK報文一起發送過去。而發送方根據ACK報文裡的窗口大小的值的改變進而改變自己的發送速度。如果接收到窗口大小的值為0，那麼發送方將停止發送數據。並定期的向接收端發送窗口探測數據段，讓接收端把窗口大小告訴發送端。
關於TCP流量控制以及在 Flink 中是如何實現的，可以參考這篇培訓：https://files.alicdn.com/tpsservice/fb0ce0ef70a1b938bbf95724beb231ac.pdf
六、擁塞控制
TCP傳輸的過程中，發送端開始發送數據的時候，如果剛開始就發送大量的數據，那麼就可能造成一些問題。網絡可能在開始的時候就很擁堵，如果給網絡中在扔出大量數據，那麼這個擁堵就會加劇。擁堵的加劇就會產生大量的丟包，就對大量的超時重傳，嚴重影響傳輸。
所以TCP引入了慢啟動的機制，在開始發送數據時，先發送少量的數據探路。探清當前的網絡狀態如何，再決定多大的速度進行傳輸。這時候就引入一個叫做擁塞窗口的概念。發送剛開始定義擁塞窗口為 1，每次收到ACK應答，擁塞窗口加 1。在發送數據之前，首先將擁塞窗口與接收端反饋的窗口大小比對，取較小的值作為實際發送的窗口。
擁塞窗口的增長是指數級別的。慢啟動的機制只是說明在開始的時候發送的少，發送的慢，但是增長的速度是非常快的。為了控制擁塞窗口的增長，不能使擁塞窗口單純的加倍，設置一個擁塞窗口的閾值，當擁塞窗口大小超過閾值時，不能再按照指數來增長，而是線性的增長。在慢啟動開始的時候，慢啟動的閾值等於窗口的最大值，一旦造成網絡擁塞，發生超時重傳時，慢啟動的閾值會為原來的一半（這裡的原來指的是發生網絡擁塞時擁塞窗口的大小），同時擁塞窗口重置為 1。
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