TCP/IP的一些需要理解的点

Posted 2021-02-20 hanktown

1、TCP通信双方在经过3次握手之后建立起连接，然后双方可以互相发送数据和接受数据。TCP的发送方的发送窗口（当前网络下每次可以向接收方发送多大的数据量）由下面二者中更小的、限制更严格的决定：

• 接收方的接收窗口
• 发送方根据网络情况维护的拥塞窗口

2、（1）接收方首先要向发送方发一个包表示需要请求数据，在这个包的TCP头中就含有window size:xxx的信息，告诉发送方，它的接收窗口是多少。

（2）然而在发明TCP时，网络带宽都很小，所以在TCP头（总共只有20字节）中，window size的只给它留了16位，最大能表示65535字节，随着网络带宽增大，这个值不够用了，所以现在在TCP头外的Options内容体中去定义了一个Window Scale域，其中有一对键值Shift count:yyy，发送方收到包之后就知道接收方的接收窗口为xxx*yyy字节。

3、发送方如何根据通信中收发的包来维护自己的拥塞窗口：

（1）慢启动阶段：初始时给一个较小的拥塞窗口如2个MSS，每次得到接收方的确认包知道没有丢包的情况下（如发了3个包，收到这3个包的确认信息，则没有丢包），把拥塞窗口值乘以2，直到遇到拥塞点或者拥塞窗口大于等于临界窗口值。

（2）拥塞避免阶段：当拥塞窗口达到临界窗口值如16个MSS时，进入拥塞避免阶段，每次确认没丢包，拥塞窗口加一个MSS，直到遇到拥塞点。

（3）遇到拥塞点之后，有2种处理办法：快速重传（当发送方收到接收方对同一个包的3次重复确认包时，立刻重传重复确认包的下一个包）或超时重传（发送方发送了一个包，经过RTO的时间都没有收到接收方发回的确认包，发送方会重传这个包）。

（4.2）如果发生了快速重传，临界窗口变成了拥塞窗口除以2，把拥塞窗口设为临界窗口再加上3个MSS，然后回到（2）执行拥塞避免阶段。

（4.1）若发生了超时重传，临界窗口变成了拥塞窗口除以2，并把拥塞窗口设为1个MSS，回到（1）执行慢启动阶段。（要尽量避免发生超时重传，因为它要把拥塞窗口设置成1个MSS，重新慢启动）。

以上只是通用的一种拥塞控制的算法，其中对拥塞点怎么定义，临界窗口值怎么设置等问题，不同拥塞控制算法有不同的做法。建议了解Westwood和Vegas等算法。