TCP(滑动窗口/拥塞窗口补充)

目录

[一 滑动窗口](#一 滑动窗口)

[1. Zero Window](#1. Zero Window)

[2. Silly Window Syndrome](#2. Silly Window Syndrome)

[二 SACK/DSACK](#二 SACK/DSACK)

[1. SACK](#1. SACK)

[2. DRACK](#2. DRACK)

[三 拥塞控制](#三 拥塞控制)

[1. Congestion Avoidance](#1. Congestion Avoidance)

[2. TCP New Reno](#2. TCP New Reno)

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一 滑动窗口

1. Zero Window

对端通告窗口大小为 0 ，接收端就不能在发送数据。

发送方会尝试探测对端窗口大小，即发送 ZWP (Zero Window Probe)报文，对端回复窗口大小，如果发多次 ZWP 得不到响应或者一直通告窗口为 0 则会关闭连接或者触发 RST 连接重置。

2. Silly Window Syndrome

对端通告窗口大小为 1，2，3.... 这种很小的窗口，发送端就只能发送很小的数据，但基于网络协议栈进行封包，TCP/IP最少报头都是 20 + 20，不携带选项，在携带这么少的数据，也就是 MSS，开销比较大。

1. 接收端引起

可以采用 David D Clark's 方案，如果接收的数据之后的窗口小于某个阈值，则直接通告窗口大小为 0 ，后续接收端处理数据腾出的空间大于 MSS，或者 接收缓冲区一半已经空闲，或者达到某个阈值，才会重新通告发送端窗口值。

2. 发送端引起

可以采用 Nagle's algorithm 方案，如果对端已经收到所有的报文或者刚连接什么也没发，也就是发送的报文全部都 ACK 了，则无论多大的包都直接发送，否则如果还有的报文没有 ACK，后续写的数据会积攒起来，如果积攒超过 MSS 则会打包发过去，或者前面发的所有包都 ACK 了也会直接发出去。

二 SACK/DSACK

1. SACK

1. 触发超时重传，中间丢了多个包的，具体是重发一个还是都发？所以引入了 SACK。

SACK：需要双方握手的时候携带选项进行协商。

• SACK 会记录已收到的非连续的报文序号，这样对端就能通过 ACK 和 SACK 得到哪些包丢了，比如：发 1000 2000 3000 4000 5000 6000，2000 3000 丢了，收到 1000，4-5-6000，ACK 3 次 2001，触发超时重传。
• SACK：4 - 6000 收到了
• ACK： 2001 之前的收到了
• 发送端根据 ACK 和 SACK 把 2000-3000 重发。

缺点：

上述的 SACK 的数据包只是辅助重传哪些包，但不是真正的 ACK，可能因为某些原因，比如内存不足，接收缓冲区严重不足，回应 RACK 的时候把 RACK 的这些包丢弃了，因为不是正真确定的 ACK 的包。

2. DRACK

• RACK 的一个子集，如果 RACK 的第一个字段被 ACK 覆盖 或者 第一个字段被 RACK 的第二个字段覆盖，那这个 RACK 就是 DRACK ，作用通知接收端哪些数据重发了

比如：

1. ACK丢包：发送 1，2，3。 1，2 的 ACK 丢了，触发超时重传，重传 1，但回复的是 ACK 3(3之前的收到了)，DRACK 1(重复收到1) 。

2. 网络延迟：发送 1，2，3，4，5。 2 因为延迟，导致3，4，5先收到触发超时重传，重传 2，后续回复 ACK 5，DRACK 为空。延时的到了 ACK 5，DRACK 2。

所以 DRACK 可以有效的表示：

• 发出的包丢了还是 ACK 的包丢了，ACK 丢了见上文，发出的包丢了根据后续报文回复的 ACK 即可。
• 因为自己 超时重传 时间短导致重复发送报文，比如发 1，ACK 还没到或者丢了就 重传了，接收端就会再次 ACK 1，SACK 1。
• 包乱序问题，先发的后收到，见上文。

SACK 和 DRACK 的值：SACK 的值会大于 ACK，RSACK 的值会小于 ACK。

三 拥塞控制

1. Congestion Avoidance

当拥塞窗口超过 ssthresh(慢启动阈值)，则会进入 Congestion Avoidance(拥塞避免)，后续拥塞窗口大小呈线性增加。

1. 如果触发超时重传

最坏的情况：

• ssthresh = 当前窗口大小 / 2
• ssthresh = 1

随后继续进行慢启动。

2. 如果触发快速重传

3. TCP Tahoe 的实现和超时重传一样。

4. TCP Reno 则会：

• 窗口大小 = 当前窗口大小 / 2
• ssthresh = 窗口大小

进入快速恢复阶段：

1. 因为是快速重传，收到连续的 3 个 ACK，表示有 3 个包收到了，窗口大小 = ssthresh + 3 * MSS。

2. 重传 ACK 指定的包，如果还是收到 ACK 指定的包则 窗口大小 = 窗口大小 + 1* MSS，如果收到新的 ACK，则 窗口大小 = ssthresh，随后进入拥塞避免阶段。

2. TCP New Reno

1. 上述快速重传如果中间丢了多个包，只会重传第一个包，后面的则会进行超时重传，执行超时重传的解决逻辑，可以通过前面的 SACK 来动态发送。

2. 这里引入了 TCP New Reno，在 TCP Reno 的基础上引入了 Partial ACK ，他会记录接收到的包的序列号最大的那一个，每次发送端重传数据包的时候和 Partial ACK 进行比较，小于就代表还有丢的包没重传，直到超过 Partial ACK 表示所有的包已收到。