可靠传输的工作原理
理想的传输条件有以下两个特点：
1.传输信道不产生差错
2.不管发送方以多快的速度发送数据，接收方总是来得及处理收到的数据。
然而实际的网络不具备以上两个条件。但我们可以使用一些可靠的协议，当出现差错时让发送方重传出现错误的数据，及时告诉发送方适当降低发送数据的速度。这样一来，本来不可靠的传输信道就能够实现可靠的传输了。
1.停止等待协议
就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发送下一个分组。
确认和重传机制
出现差错时，没有收到确认，就认为刚才发送的分组丢失了，因而重传前面发送过的分组。这就是超时重传。要实超时重传，就要在每发送完一个分组时设置超时计时器。如果在超时计时器到期之前收到对方确认，就撤销已设置的超时计时器。
像上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。这种可靠传输协议我们称为自动重传ARQ。意思是重传的请求是自动进行的。接受方不需要请求发送方重传某个出错的分组。
停止等待协议简单，但是缺单是信道利用率太低。但使用流水线传输时，就要使用连续的ARQ协议和滑动窗口协议。
2.利用ARQ协议和滑动窗口协议的实现方式
TCP的流量控制
先了解TCP 滑动窗口
TCP 滑动窗口分为两种: 发送窗口和接收窗口。
发送窗口:
发送端的滑动窗口结构如下:
其中包含四大部分:
- 已发送且已确认
- 已发送但未确认
- 未发送但可以发送
- 未发送也不可以发送
发送窗口就是图中被框住的范围。SND 即send, WND 即window, UNA 即unacknowledged, 表示未被确认，NXT 即next, 表示下一个发送的位置。
接收窗口:
REV 即 receive，NXT 表示下一个接收的位置，WND 表示接收窗口大小。j蓝色部分为：允许接受的窗口。
流量控制过程
这里我们不用太复杂的例子，以一个最简单的来回来模拟一下流量控制的过程，方便大家理解。
首先双方三次握手，初始化各自的窗口大小，均为 200 个字节。
假如当前发送端给接收端发送 100 个字节，那么此时对于发送端而言，SND.NXT 当然要右移 100 个字节，也就是说当前的可用窗口减少了 100 个字节，这很好理解。
现在这 100 个到达了接收端，被放到接收端的缓冲队列中。不过此时由于大量负载的原因，接收端处理不了这么多字节，只能处理 40 个字节，剩下的 60 个字节被留在了缓冲队列中。
注意了，此时接收端的情况是处理能力不够用啦，你发送端给我少发点，所以此时接收端的接收窗口应该缩小，具体来说，缩小 60 个字节，由 200 个字节变成了 140 字节，因为缓冲队列还有 60 个字节没被应用拿走。
因此，接收端会在 ACK 的报文首部带上缩小后的滑动窗口rwnd 140 字节，发送端对应地调整发送窗口的大小为 140 个字节。
此时对于发送端而言，已经发送且确认的部分增加 40 字节，也就是 SND.UNA 右移 40 个字节，同时发送窗口缩小为 140 个字节。
这也就是流量控制的过程。尽管回合再多，整个控制的过程和原理是一样的。
TCP的拥塞控制
所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或者链路不致过载。
对于拥塞控制来说，TCP 每条连接都需要维护两个核心状态:
- 拥塞窗口（Congestion Window，cwnd）
- 慢启动阈值（Slow Start Threshold，ssthresh）
涉及到的算法有这几个:
慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复
接下来，我们就来一一拆解这些状态和算法。首先，从拥塞窗口说起。
拥塞窗口
拥塞窗口（Congestion Window，cwnd）是指目前自己还能传输的数据量大小。
那么之前介绍了接收窗口的概念，两者有什么区别呢？
- 接收窗口(rwnd)是接收端给的限制
- 拥塞窗口(cwnd)是发送端的限制
限制谁呢？限制的是发送窗口的大小。有了这两个窗口，如何来计算发送窗口？
发送窗口大小 = min(rwnd, cwnd)
取两者的较小值。而拥塞控制，就是来控制cwnd的变化。
1.慢启动和拥塞避免
慢启动：
由于一开始不清楚网络的符负荷情况，所以如果立即把大量数据字节注入网络，那么就可能引起网络发生拥塞。所以，由小到大逐渐增大发送窗口 一开始cwnd=1（目的探测一下网络情况），每经过一个传输轮次RTT，拥塞窗口cwnd就加倍。
拥塞避免:
为了防止拥塞窗口cwnd增长过大引起网络拥塞，还要设置一个慢开始门限（ssthresh) 状态变量
拥塞避免就是让拥塞窗口cwnd缓慢地增大，每进过一个RTT就把cwnd+1.这表明在拥塞避免阶段，cwnd按线性规律缓慢增大，比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。
2.快重传和快恢复
快重传：
发送方只要一连收到3个重复确认，就知道接受方确实没有收到某个包，因次立即进行重传，不用等到一个 RTO 的时间到了才重传。
选择性重传
那你可能会问了，既然要重传，那么只重传第 5 个包还是第5、6、7 个包都重传呢？
当然第 6、7 个都已经到达了，TCP 的设计者也不傻，已经传过去干嘛还要传？干脆记录一下哪些包到了，哪些没到，针对性地重传。
通过left edge和right edge(左边界指出字节快的第一个字节序号，有边界减1才是字节块中的最后一个字节块的序号)告知发送端已经收到了哪些区间的数据报。因此，即使第 5 个包丢包了，当收到第 6、7 个包之后，接收端依然会告诉发送端，这两个包到了。剩下第 5 个包没到，就重传这个包。
如果要使用选择确认SACK，那么在建立TCP连接时，就要在TCP首部得选项中加上‘允许SACK’的选项，这而且双方必须事先约定好。这个过程也叫做选择性重传(SACK，Selective Acknowledgment)，它解决的是如何重传的问题。
快速恢复：
当然，发送端收到三次重复 ACK 之后，发送方知道现在只是丢失了个别包，觉得现在的网络已经有些拥塞了，于是不启动慢开始，而是执行快恢复。
在这个阶段，发送端如下改变：
- 拥塞阈值降低为 cwnd 的一半
- cwnd 的大小变为拥塞阈值
- cwnd 线性增加（即执行拥塞避免算法）