TCP/IP滑动窗口

转自：http://blog.csdn.net/ysdaniel/article/details/6781443(滑动窗口的原理)

           http://www.cnblogs.com/sybtjp/archive/2012/05/17/2506156.html

           http://hi.baidu.com/actionplay/item/e2be1e5e544d16424eff20af（比较详细的例子）

 

TCP的3次握手:TCP在建立的时候需要三次握手,窗口大小就是在握手的时候双方协商的。



 

 TCP的SEQ和ACK

       在TCP通讯中,无论是建立连接,数据传输,友好断开,强制断开,都离不开Seq值和Ack值,它们是TCP传输的可靠保证.Seq是发送方告诉接收方,我当前已经发送了Seq个字节(不包括Eth头,IP头和Tcp头,也就是纯数据长度)给你,例如在建立连接双方握手时,发送方的Seq为0,发送的数据长度也为0,这时接收方收到数据帧后,会判断Seq+数据长度为0或者Seq+数据长度为1的话,那么在回应发送方的Ack的值就为1(也就表示确认号有效,为0的话就表示数据包中不包含确认信息,忽略确认号字段).在数据传输中,如果Seq+数据长度不为0或1并且数据长度不为0的话,则Ack就等于Seq+数据长度的值,这就表示我已经收到Seq+数据长度个字节的数据.发送方收到该Ack就会比较自己的Seq+刚发出去的纯数据长度,如果一致,则回应接收方的Ack,并且发送下一个包,否则将重发该包,若超时还没收到Ack也会重发该包.

 

TCP的MSS值

          TCP的MSS值是双方在建立连接时(3次握手)根据自身传输状况(例如网卡支持单帧大小,缓存大小等)所协商出来的单帧完整报文最大长度,一般在主机回应时就确定下来了,取两方的最小值一方,该值是放在TCP头的Option选项中.而UDP传输的MSS值是在应用层协商的,如TFTP协议.一般情况下MSS值是不能超过1518字节的,也就是网络传输中单个数据包不能大于1.48KB.

 

TCP的滑动窗口

        TCP使用一种窗口（window）机制来控制数据流。当一个连接建立时，连接的每一端分配一个缓冲区来保存输入的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端。当数据到达时，接收方发送确认，其中包含了自己剩余的缓冲区尺寸。剩余的缓冲区空间的大小被称为窗口（window） ，指出窗口大小的通知称为窗口通告（window advertisement） 。接收方在发送的每一确认中都含有一个窗口通告。

        如果接收方应用程序读数据的速度能够与数据到达的速度一样快，接收方将在每一确认中发送一个正的窗口通告。然而，如果发送方操作的速度快于接收方（由于CPU更快） ，接收到的数据最终将充满接收方的缓冲区，导致接收方通告一个零窗口（ zero window） 。发送方收到一个零窗口通告时，必须停止发送，直到接收方重新通告一个正的窗口。

             TCP的特点之一是提供体积可变的滑动窗口机制，支持端到端的流量控制。TCP的窗口以字节为单位进行调整，以适应接收方的处理能力。处理过程如下：

       （1）TCP连接阶段，双方协商窗口尺寸，同时接收方预留数据缓存区； 

      （2）发送方根据协商的结果，发送符合窗口尺寸的数据字节流，并等待对方的确认； 

      （3）发送方根据确认信息，改变窗口的尺寸，增加或者减少发送未得到确认的字节流中的字节数。调整过程包括：如果出现发送拥塞，发送窗口缩小为原来的一半，同时将超时重传的时间间隔扩大一倍。 

        TCP的窗口机制和确认保证了数据传输的可靠性和流量控制。

 

注：简单的停等协议要求tcp连接发送方只有收到接收方ACK之后才发下一个数据块（SEGMENT？），显然这种笨办法直接无视了收发双方的Buffer和CPU处理能力，为什么不能一次多发几个segment呢？于是有了滑动窗口协议。

 

 


 

从上图所示，发送方连续发了4，5，6三个segment，共3072字节，接收方连续回复2个ACK包，7和8。