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TCP - Overview
課程影片
TCP - Tips, Tricks, & Traces Part 1 (SF18US)
TCP - Tips, Tricks, & Traces Part 2 (SF18US)
第 8B 講 TCP 與網路阻塞偵測與控制技術 L08 2
第 8C 講 TCP 與網路阻塞偵測與控制技術 L08 3
TCP 簡介
TCP (Transmission Control Protocol) 是一個傳輸層上的協定。他的目標是替兩個端點建立可靠的位元流連線。更明確地說，TCP 的目標是提供具有以下特徵的服務：
特徵一：Connection-Oriented
TCP 的目標，是替網路上的兩個 endpoint 提供個邏輯上的連線。「邏輯上」的意思是：儘管這些資料在網路上並不由一條實體、固定的線路來傳輸（因為一個資料可能被分裝成多個由不同路徑傳輸的 IP 封包），但藉由 TCP 這一層服務，使用者總是可以把這個兩個 endpoint 之間的傳輸，在概念上想像成是兩者藉由一個抽象的固定連線來傳輸。
因此，在使用 TCP 時，必須先「建立連線」。建立連線的意思是類似於使用講電話時，一方要先打電話，打了之後另外一方要接起來，兩者才能互相通訊。而不用建立連線的傳輸協定如剛剛的 UDP，他就像寫信一樣，把寄件人地址與收件人地址寫上去，丟給 UDP 之後就什麼都不用管了。
這樣一個建構在 IP 之上的，邏輯上的連線，既然其資料封包有可能因為使用底下的 IP 而經由不同路徑傳輸，所以不同連線之間實際上在 IP 的傳遞路徑也可能有所不同。這就導致不同連線之間的 round trip time 可能大不相同。
特徵二：Reliable
「可靠」的意思是：只要發送方與接收方都遵守 TCP，那不管發送方將什麼樣的資料交給 TCP，TCP 都有能力把這個資料原封不動地交給目的地的。不管資料是不是有可能被分割經由不同路徑的封包送達、封包遺失、順序不對、封包延遲等狀況，TCP 都要有辦法克服對應的情境。
特徵三：Bytestream Service
另外一個 TCP 提供的抽象層，是發送方與接收方都可以將傳送/接收的資料視為位元流 –- 儘管中間的傳輸是使用封包。這個意思是：使用 TCP 傳輸時，發送方能夠逐個位元傳輸，而接收方會依照同樣的順序，逐個位元收到。兩者都不用去在意這些位元流中的資料怎麼樣被分裝成不同的封包，只要知道自己拿到的東西是位元流就好了。
既然不用在意這個傳送的位元流怎樣被分裝，所以發送方與其逐個位元傳輸，不如等資料累積到一定數量的時候，再把這些資料一口氣傳輸出去。而一個集滿了這個「一定的量」的資料所形成的 TCP 封包，稱為一個 TCP 的 segment：
這樣做也有助於 throughput 的提升。因為一個封包除了資料之外，還會包含 header。如果資料被分裝的太瑣碎，每一個分裝的資料又都需要一個 header，那就會導致耗費大量的流量在傳輸 header，而不是資料。
特徵四：Flow Control
TCP 也可以讓「接收者主導傳送的節奏」。如果發送方送太快時，可以透過 TCP 的某些機制，讓讓送方慢下來。
而這件事情更具體地來說，是在傳輸的過程中，雙方都會有辦法知道對方資源有多少。這個「資源」是指如 buffer 容量有多大？buffer 現在還剩多少？
特徵五：Congestion Control
這個意思是： TCP 有辦法知道整個網路是否正在「塞車」（也就是「阻塞」），並且可以依照依照整個壅塞程度，判斷要送多少東西。這樣的壅塞程度有可能會隨時間而變化，而 TCP 也有方法應對這個狀況。
