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TCP 如何保证数据的有序传输

TCP是一种面向连接的、可靠的基于字节流服务。“面向连接”意味着使用TCP协议的应用在建立联系之前,彼此需要先建立TCP联系;而TCP协议确保传输过程中数据的顺序性则体现其“可靠”的特性,具体如下:

TCP协议将数据切分为多个小片段(数据被划分为合理长度),小片段由头部(header)和数据(payload)组成,为了确保抵达数据的顺序,TCP协议给每个片段的头部(header)都分配了 序列号 ,方便后期按照序列号排序。

TCP 保证有序传输

当某个片段按照顺序发送后,发送方会将已发送的数据片段暂时保存在 缓冲区 内,并为每个已发送的数据设置一个 时间区间 。

当接收方收到正确的符合顺序的数据片段后,会优先对数据片段做完整检验,如确认无误,再把数据片段交给上层协议,并给发送方一个 TCP片段反馈信息用来告知(ACK acknowledge)发送方:我已经接收到这个片段了。这个TCP片段被称为 ACK回复 。举个例子:发送的第一个片段序列号为 T,其对应的ACK回复则为T+1,也就是接收方要接收的下一个发送片段的序列号。

TCP 保证有序传输

假设在规定的时间区间之内发送方收到接收方的 TCP片段反馈信息,则发送方可以释放缓冲区的数据,如若超时未收到应答,发送方则重新发送数据,直到收到应答,或者重发数据次数达到上限为止。

TCP协议的种种机制保证了数据传输的顺序,然而TCP报文段作为IP数据来传输,在IP数据报的到达可能会失序,因此TCP报文段的到达也存在失序的可能。特殊情况下,TCP将对收到的数据进行重新排列,确保顺序正确后再交给应用层。

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