TCP滑动窗口控制
TCP滑動(dòng)窗口控制流量的原理
TCP的滑動(dòng)窗口機(jī)制?
? ? ? TCP這個(gè)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中使用的比較廣泛，他是一個(gè)面向連接的可靠的傳輸協(xié)議。既然是一個(gè)可靠的傳輸協(xié)議就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。TCP協(xié)議里窗口機(jī)制有2種：一種是固定的窗口大小；一種是滑動(dòng)的窗口。這個(gè)窗口大小就是我們一次傳輸幾個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)所有數(shù)據(jù)幀按順序賦予編號(hào)，發(fā)送方在發(fā)送過(guò)程中始終保持著一個(gè)發(fā)送窗口，只有落在發(fā)送窗口內(nèi)的幀才允許被發(fā)送；同時(shí)接收方也維持著一個(gè)接收窗口，只有落在接收窗口內(nèi)的幀才允許接收。這樣通過(guò)調(diào)整發(fā)送方窗口和接收方窗口的大小可以實(shí)現(xiàn)流量控制。
?? ? ?TCP滑動(dòng)窗口技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)改變窗口大小來(lái)調(diào)節(jié)兩臺(tái)主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)TCP/IP主機(jī)支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸，因此TCP有兩個(gè)滑動(dòng)窗口：一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)。TCP使用肯定確認(rèn)技術(shù)，其確認(rèn)號(hào)指的是下一個(gè)所期待的字節(jié)。?假定發(fā)送方設(shè)備以每一次三個(gè)數(shù)據(jù)包的方式發(fā)送數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，窗口大小為3。發(fā)送方發(fā)送序列號(hào)為1、2、3的三個(gè)數(shù)據(jù)包，接收方設(shè)備成功接收數(shù)據(jù)包，用序列號(hào)4確認(rèn)。發(fā)送方設(shè)備收到確認(rèn)，繼續(xù)以窗口大小3發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)接收方設(shè)備要求降低或者增大網(wǎng)絡(luò)流量時(shí)，可以對(duì)窗口大小進(jìn)行減小或者增加，本例降低窗口大小為2，每一次發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)包。當(dāng)接收方設(shè)備要求窗口大小為0，表明接收方已經(jīng)接收了全部數(shù)據(jù)，或者接收方應(yīng)用程序沒(méi)有時(shí)間讀取數(shù)據(jù)，要求暫停發(fā)送。發(fā)送方接收到攜帶窗口號(hào)為0的確認(rèn)，停止這一方向的數(shù)據(jù)傳輸。
我們可以看下面一張圖來(lái)分析一下固定窗口大小有什么問(wèn)題。?
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這里我們可以看到假設(shè)窗口的大小是1，也是就每次只能發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)只有接受方對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)了以后才能發(fā)送第2個(gè)數(shù)據(jù)。我們可以看到發(fā)送方每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)接受方就要給發(fā)送方一個(gè)ACK對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。只有接受到了這個(gè)確認(rèn)數(shù)據(jù)以后發(fā)送方才能傳輸下個(gè)數(shù)據(jù)。?這樣我們考慮一下如果說(shuō)窗口過(guò)小，那么當(dāng)傳輸比較大的數(shù)據(jù)的時(shí)候需要不停的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，這個(gè)時(shí)候就會(huì)造成很大的延遲。如果說(shuō)窗口的大小定義的過(guò)大。我們假設(shè)發(fā)送方一次發(fā)送100個(gè)數(shù)據(jù)。但是接收方只能處理50個(gè)數(shù)據(jù)。這樣每次都會(huì)只對(duì)這50個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。發(fā)送方下一次還是發(fā)送100個(gè)數(shù)據(jù)，但是接受方還是只能處理50個(gè)數(shù)據(jù)。這樣就避免了不必要的數(shù)據(jù)來(lái)?yè)砣覀兊逆溌贰Ｋ晕覀兙鸵肓嘶瑒?dòng)窗口機(jī)制，窗口的大小并不是固定的而是根據(jù)我們之間的鏈路的帶寬的大小，這個(gè)時(shí)候鏈路是否擁護(hù)塞。接受方是否能處理這么多數(shù)據(jù)了。??
我們看看滑動(dòng)窗口是如何工作的。我們看下面幾張圖。?
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首先是第一次發(fā)送數(shù)據(jù)這個(gè)時(shí)候的窗口大小是根據(jù)鏈路帶寬的大小來(lái)決定的。我們假設(shè)這個(gè)時(shí)候窗口的大小是3。這個(gè)時(shí)候接受方收到數(shù)據(jù)以后會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)告訴發(fā)送方我下次希望手到的是數(shù)據(jù)是多少。這里我們看到接收方發(fā)送的ACK=3(這是發(fā)送方發(fā)送序列2的回答確認(rèn)，下一次接收方期望接收到的是3序列信號(hào))。這個(gè)時(shí)候發(fā)送方收到這個(gè)數(shù)據(jù)以后就知道我第一次發(fā)送的3個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)方只收到了2個(gè)。就知道第3個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)方?jīng)]有收到。下次在發(fā)送的時(shí)候就從第3個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始發(fā)。這個(gè)時(shí)候窗口大小就變成了2?。?
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這個(gè)時(shí)候發(fā)送方發(fā)送2個(gè)數(shù)據(jù)。?
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看到接收方發(fā)送的ACK是5就表示他下一次希望收到的數(shù)據(jù)是5，發(fā)送方就知道我剛才發(fā)送的2個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)方收了這個(gè)時(shí)候開(kāi)始發(fā)送第5個(gè)數(shù)據(jù)。?
這就是滑動(dòng)窗口的工作機(jī)制，當(dāng)鏈路變好了或者變差了這個(gè)窗口還會(huì)發(fā)生變?cè)?#xff0c;并不是第一次協(xié)商好了以后就永遠(yuǎn)不變了。?????????????????
滑動(dòng)窗口協(xié)議?
滑動(dòng)窗口協(xié)議，是TCP使用的一種流量控制方法。該協(xié)議允許發(fā)送方在停止并等待確認(rèn)前可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組。由于發(fā)送方不必每發(fā)一個(gè)分組就停下來(lái)等待確認(rèn)，因此該協(xié)議可以加速數(shù)據(jù)的傳輸。?
只有在接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)（與此同時(shí)也發(fā)送了確認(rèn)），發(fā)送窗口才有可能向前滑動(dòng)。????
收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動(dòng)，因此這種協(xié)議又稱為滑動(dòng)窗口協(xié)議。
總結(jié)
