TCP协议详解：滑动窗口、延迟应答、捎带应答与拥塞控制（网络基础十二）

本文适合初学者，详细介绍TCP协议中的核心机制：滑动窗口、延迟应答、捎带应答和拥塞控制。这些机制保证了TCP的可靠性和效率。

1. TCP协议简介

TCP（传输控制协议）是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。它通过一系列机制保证数据不丢失、不重复、按序到达。其中，滑动窗口、延迟应答、捎带应答和拥塞控制是关键算法。

滑动窗口用于流量控制，允许发送方在收到确认之前连续发送多个数据段，提高信道利用率。窗口大小由接收方通告，表示接收方还能接收多少数据。发送方维护发送窗口，只有窗口内的数据可以发送。窗口滑动依赖于确认号。下图展示了滑动窗口的概念：

例如，窗口大小为3，发送方可以连续发送3个包，然后等待确认。每收到一个确认，窗口向前滑动。

延迟应答是为了提高性能，接收方不立即发送ACK，而是等待一段时间，可能合并多个ACK或者在有数据发送时捎带应答。这样可以减少网络中纯ACK包的数量，避免拥塞。例如，接收方收到数据后延迟100ms再确认，期间可能收到更多数据，然后一次性确认。

捎带应答是指将ACK信息携带在发送的数据包中，而不单独发送ACK包。这能有效利用带宽，减少小包数量。TCP首部中的确认号字段就是用来实现捎带应答的。例如，当接收方有数据要发送时，可以在数据包中设置ACK标志和确认号，同时确认收到的数据。

拥塞控制用于避免网络过载，TCP使用慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复算法。滑动窗口受拥塞窗口和接收窗口共同限制。慢启动指数增长，达到阈值后线性增长，丢包时减小窗口。这些机制保证了网络公平性。

理解滑动窗口、延迟应答、捎带应答和拥塞控制是掌握TCP协议的基础。希望本文能帮助小白入门。更多网络基础请关注后续文章。