运输层协议详解：TCP与UDP的可靠传输与拥塞控制

"确认丢失和确认迟到是计算机网络中运输层协议的重要概念，涉及TCP的可靠传输机制。此课件内容涵盖了运输层协议的基础知识，包括UDP和TCP的概述、首部格式、以及TCP的连接管理、可靠传输、流量控制和拥塞控制等。" 在计算机网络中，运输层是负责端到端数据传输的关键层次，它向上提供面向应用的通信服务。TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是运输层的两个主要协议，各自有其特点和应用场景。 TCP是面向连接的协议，确保数据的可靠传输，其主要特点是通过序列号、确认机制、重传策略来实现数据的无错传输。课件中提到的"确认丢失"和"确认迟到"是TCP可靠传输中的两个重要问题。 1. 确认丢失：在TCP传输中，接收方收到数据后会返回一个确认报文段。如果发送方没有收到确认，会在超时后重传数据。图示(a)展示了这一过程，A发送M1，B没有收到确认超时后重传M1，导致A再次收到重复的M1并重传确认M1。 2. 确认迟到：有时，确认报文段可能会在网络中延迟到达，这被称为确认迟到。图示(b)显示了这种情况，确认M1晚于预期到达，但此时A已经发送了新的数据M2，B收到迟到的确认后不做处理。 TCP通过一系列机制来应对这些问题，如使用滑动窗口来控制发送速率，实现流量控制，避免接收方来不及处理过多的数据；同时，通过慢启动、拥塞窗口、快速重传和快速恢复等策略进行拥塞控制，防止网络拥塞。 5.4节介绍的停止等待协议和连续ARQ协议是可靠传输的基本原理，它们用于确保数据的正确接收。在TCP报文段的首部，包含了序列号和确认号，以便追踪数据的传输状态。 5.6节讨论了TCP如何实现可靠传输，包括以字节为单位的滑动窗口机制，以及如何选择超时重传时间。此外，TCP还支持选择确认SACK，允许接收方只确认丢失的数据段，而不是整个序列。 5.7和5.8节则深入讲解了TCP的流量控制和拥塞控制，利用滑动窗口动态调整发送速率，并采用各种拥塞控制算法来探测和缓解网络拥塞。 5.9节涉及TCP的运输连接管理，包括TCP连接的三次握手建立过程和四次挥手释放过程，以及TCP连接状态机的详细描述。 这些内容详细阐述了运输层在保证网络通信可靠性、效率和稳定性方面所扮演的角色及其实现方法。