TCP到底怎么做流量控制？
我們都知道TCP是一種可靠的，面向連接的傳輸層協(xié)議。我們總是希望TCP能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越快越好。如果存在這樣一種情況，發(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)送的非常快，而且接收方耗盡自己的資源也根本來不及接收，那這些多余的數(shù)據(jù)就會被丟棄，這就違背了TCP可靠的宗旨了。
所以就需要引入一種流量控制的手段：讓發(fā)送方不要發(fā)送太快，既讓接收方能夠順利接收數(shù)據(jù)，而且也不會造成網(wǎng)絡鏈路的阻塞。
思路
沿著這個思路：讓發(fā)送方不要發(fā)送的太快。那就讓接收方控制發(fā)送方的數(shù)據(jù)大小，每次應答的時候通知發(fā)送方自己還剩多少空間可以接收數(shù)據(jù)。當然實際交互沒有這么的簡單，只是提供了一種思路。利用這種思路，誕生了滑動窗口的方式。
滑動窗口
滑動窗口類似一個窗口，是用來告訴發(fā)送方可以發(fā)送數(shù)據(jù)的大小。也可以說是窗口標記了接收方緩沖區(qū)的大小。窗口大小也就表示一次能發(fā)送多少數(shù)據(jù)量，而且這個窗口可以滑動，滑動窗口因此得名。
怎樣告知發(fā)送方窗口大小?
怎樣通知發(fā)送方窗口大小呢?難道要重新發(fā)送一包數(shù)據(jù)告訴對方嗎，這顯然是不合理的。可以巧妙的使用確認應答包。有了確認應答包還是不夠，如果是***次交互呢?所以還需要在三次握手時候，就需要告知對方。(rwnd表示接收窗口)
在原來的確認應答策略中，每一次發(fā)送數(shù)據(jù)，都需要Ack應答，在接收到Ack之后才會發(fā)送下一個數(shù)據(jù)段，發(fā)送方?jīng)]有接收到Ack應答呢?這樣做的方式效率實在太低。使用了滑動窗口，可以多次發(fā)送數(shù)據(jù)，只要不要超過對方窗口大小。這樣就大大提高了效率。
滑動窗口細節(jié)
- 接收方將自己能夠接收的緩沖區(qū)大小是在TCP首部中的“窗口大小”字段表示的，通過Ack通知發(fā)送方。
- 窗口大小是發(fā)送方可以發(fā)送的***值，也就是說可以不需要Ack應答，可以發(fā)送多次數(shù)據(jù)，前提發(fā)送總數(shù)據(jù)量不要超過窗口大小。
- 窗口大小大說明網(wǎng)絡的吞吐率高
- 操作系統(tǒng)內(nèi)核維護了一塊接收緩沖區(qū)，只有Ack應答之后的數(shù)據(jù)才能從緩沖區(qū)中刪除。
- 接收方一旦發(fā)現(xiàn)自己的緩沖區(qū)快滿了，就會通知對方自己的窗口為更小的值。
- 如果接收方發(fā)現(xiàn)自己的緩沖區(qū)滿了，就會將窗口的大小設置為0，此時發(fā)送方將不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但是需要定期發(fā)送一個窗口探測數(shù)據(jù)段，使接收方把窗口大小告訴發(fā)送方 。(針對這一點重點說明下為什么需要定期發(fā)送窗口探針?可以想象下，如果接收方緩沖區(qū)滿了，然后通過Ack告知發(fā)送方窗口大小為0。發(fā)送方從此不會發(fā)送數(shù)據(jù)給接收方，接收方也沒辦法告知對方自己緩沖區(qū)可以接收數(shù)據(jù)，就會出現(xiàn)“卡死”的情況)
實例
A 向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)。在連接建立時，B 告訴 A：“我的接收窗口 rwnd = 400(字節(jié))。注意：圖中的箭頭上面大寫的ACK表示首部中的確認位ACK，小寫ack表示確認字段的值。
上面的過程是這樣的：
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號1至100，還能發(fā)送300字節(jié)
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號101至200，還能發(fā)送200字節(jié)
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號201至300，但是丟失了數(shù)據(jù)
- B發(fā)送了ACK，同時通知A，允許A發(fā)送序號201至500,300字節(jié)
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號301至400，還能發(fā)送100字節(jié)
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號401至500，不能發(fā)送數(shù)據(jù)了
- A超時重傳舊的數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送新數(shù)據(jù)
- B發(fā)送了ACK，同時通知A，允許A發(fā)送序號501至600,100字節(jié)
- A發(fā)送了數(shù)據(jù)序號501至600，不能發(fā)送數(shù)據(jù)了
- B發(fā)送了ACK，同時通知A，不允許A發(fā)送數(shù)據(jù)
