上节中说过TCP是面向有连接的协议，具有丢包重发和流量控制的功能，这是他区别与UDP的最大特点。
这节我们就将这两个功能：丢包重发和流量控制。
一、数据包重发
1. 数据发送
- 丢包重发的前提是发送方能够知道接收方是否成功的接收了消息。所以，在TCP协议中接收方会给发送方返回一个通知，也叫做确认应答（ACK），这表示接收方已经接收到了数据包。
根据之前对TCP首部的分析得知，ACK确认应答包中的Ack（确认应答号）应该与发送方下次发送的数据包的序列号（Seq）相等。因此Ack可以理解为：“发送方，下次你从这个位置开始发送，之前的我都收到了。”
- 数据包和应答包都有可能丢失，如果发送方在一段时间内没有收到ACK，就会重发数据：
即使网络正常，由于网络延迟等因素，接收方也有可能收到重复的数据包。因此接收方需要通过TCP首部中的序列号（Seq）来判断这个数据包是否曾经接受过，如果已经接收过，则丢弃这个数据包。
2. 重传超时时间（RTO）
如果发送方等待一段时间以后还没有收到ACK确认应答，就会启动超时重传。这个等待的时间就被称为重传超时时间（RTO，Retransmission Timeout）。
首先，RTO不是固定的，它是动态变化的时候，这个时间总是略大于连接往返时间（Round Trip Time）。这个很好理解：“如果数据发送给对方，再返回回来需要10秒，那我登12秒，超过了12秒，我估计是不会回来了”。
RTT是动态变化的，因为谁也不知道网络下一刻是否拥堵。而当前的RTO需要根据未来的RTT估算获得。RTO不能估算太大，否则会等待过长时间：也不能估算太小，否则会因网速突然变慢，而将不该重传的数据进行重传。
RTO有自己的计算公式，保证即使RTT波动较大，它的变化也不会太剧烈。具体的可以自行查阅相关资料。
3. TCP窗口
按照之前的理论，在数据包发送之后，直至ACK确认之前，发送端都无法再发送数据，这而且包的往返时间越长，网络的利用率和通信性能就越低。
为了解决这个问题，TCP使用了“窗口”这个概念。窗口具有大小，它表示无需等待确认应答就可以继续发送数据包的最大数量。可以理解成接收端所能提供的缓冲区大小。比如窗口大小为4000时，数据发送示意图如下：
- 不等确认就发送连续的数据包会不会有问题呢？
我们最大TCP首部中的确认应答号表示接收方已经收到的数据的最后位置。因此接收方成功接收了1~1000的数据后，会发送一个确认应答号=1001的ACK包。假设1001-2000的数据包丢失了，由于窗口长度比较大，发送方还会继续发送2001-3000数据包，接收端并不会返回这个数据包的确认，因为它最后收到的数据还是1-1000的数据包，所以接收端返回的ACK包的确认应答码还是1001。这表示：发数据的，先别发了，你发的1001字节开始的数据还没来呢。”可以预见到，发送端以后每次发送的数据包的ACK包中的确认应答号都是1001，当连续三次收到确认之后，发送方会知道“这个包的数据对方还没有收到，需要重传”。
因此引入窗口这个概念后，被发送的数据不能立刻丢弃，需要缓存起来以备将来的重发。 - 如果是确认包丢失了呢？
这就是窗口最擅长处理的问题了。假设接收方发送的ACK确认包，第一个确认应答号是1001，第二个确认应答号是4001，那么我们完全相信中间两个包是被成功接收的。因为如果接收方没有接收到数据包，接收方的ACK包中的确认应答号是不会增加的。
这种情况下，如果不使用窗口，发送方就需要重传第二、三个数据包了。因此使用窗口实际上可以理解为“空间换时间”。
二、流量控制
1. 窗口大小
如果窗口过大，会导致接收方的缓存区溢出，这时候数据就会被丢弃了，就会导致无意义的重传。因此，窗口大小是一个可以改变的值，它由接收端主机控制，附加在TCP首部的“窗口大小”字段中。
2. 慢启动
在连接建立的初期，如果窗口比较大，发送方可能会突然发送大量的数据，导致网络瘫痪。因此，在通信的一开始，TCP会通过慢启动算法，得出窗口的大小，对发送数据量进行控制。
慢启动是一种TCP拥塞控制机制。
慢启动算法的基本思想是当TCP开始在一个网络中传输数据或发现数据丢失并开始重发时，首先慢慢的对网路实际容量进行试探，避免由于发送了过量的数据而导致阻塞。
慢启动的过程如下：
- 通信一开始，发送方的拥塞窗口大小设置为1。然后每收到一个ACK应答包，拥塞窗口的数量就翻倍。
- 由于指数增长，很快就会出现应答包超时。此时设置一个慢启动阀值为拥塞窗口的一半，拥塞窗口重新设置为1。
- 继续，每收到一个ACK应打包，拥塞窗口翻倍。直到到达之前设置的阀值，拥塞窗口不在翻倍，而是线性的加1。
- 随着窗口不断增加，可能会收到三次重复确认应答，进入“快速重发阶段”。这时候再将慢启动阀值设置为窗口数的一半，再将拥塞窗口设置为阀值大小。
- 拥塞窗口线性加1增加，直至下次出现三次重复确认应答或超时。
流量控制，是通过发送方和接收方共同控制的。刚刚我们说了接收方会把自己能够承受的最大窗口卸载在TCP首部中的，那么在发送方，也存在流量控制，它叫拥塞窗口。所以TCP协议中的窗口是发送方拥塞窗口和接收端能承受的窗口中的较小值。
