一、流量控制（滑動窗口協議）

1、流量控制是管理兩端的流量，以免會產生發送過塊導致收端溢出，或者因收端處理太快而浪費時間的狀態。用的是：滑動窗口，以字節為單位

2、窗口有3種動作：展開（右邊向右），合攏（左邊向右），收縮（右邊向左）這三種動作受接收端的控制。

合攏：表示已經收到相應字節的確認了

展開：表示允許緩存發送更多的字節

收縮（非常不希望出現的，某些實現是禁止的）：表示本來可以發送的，現在不能發送；但是如果收縮的是那些已經發出的，就會有問題；為了避免，收端會等待到緩存中有更多緩存空間時才進行通信。

發端窗口的大小取決於收端的窗口大小rwnd（TCP報文的窗口大小字段）和擁塞窗口大小cwnd（見擁塞控制）

發端窗口大小 = min{ rwnd , cwnd };

3、關閉窗口：窗口縮回有個例外，就是發送rwnd=0表示暫時不願意接收數據。這種情況下，發端不是把窗口收縮，二是停止發送數據。（為了比避免死鎖，會用一些探測報定時發送試探，見定時器一節）

4、問題：某些時候，由於發端或收端的數據很慢，會引起大量的1字節數據痛惜，浪費很多資源。

（1）、發端的進程產生數據很慢時候，時不時的來個1字節數據，那麽TCP就會1字節1字節的發送，效率很低。

解決方法（Nagle算法）：

a、將第一塊數據發出去

b、然後等到發送緩存有足夠多的數據（最大報文段長度），或者等到收端確認的ACK時再發送數據。

c、重復b的過程

（2）、收端進程由於消耗數據很慢，所以可能會有這麽一種情況，收端會發送其窗口大小為1的信息，然後有是1字節的傳輸

解決辦法（2種）

a、Clark方法：在接收緩存的一半變空，或者有足夠空間放最大報文長度之前，宣告接收窗口大小為0

b、推遲確認：在對收到的報文段確認之前等待到足夠的接收緩存，或者等待到一個時間段（現在一般定義500ms）

二、滑動窗口機制

(1).窗口機制

滑動窗口協議的基本原理就是在任意時刻，發送方都維持了一個連續的允許發送的幀的序號，稱為發送窗口；同時，接收方也維持了一個連續的允許接收的幀的序號，稱為接收窗口。發送窗口和接收窗口的序號的上下界不一定要一樣，甚至大小也可以不同。不同的滑動窗口協議窗口大小一般不同。發送方窗口內的序列號代表了那些已經被發送，但是還沒有被確認的幀，或者是那些可以被發送的幀。下面舉一個例子（假設發送窗口尺寸為2，接收窗口尺寸為1）：

分析：①初始態，發送方沒有幀發出，發送窗口前後沿相重合。接收方0號窗口打開，等待接收0號幀；②發送方打開0號窗口，表示已發出0幀但尚確認返回信息。此時接收窗口狀態不變；③發送方打開0、1號窗口，表示0、1號幀均在等待確認之列。至此，發送方打開的窗口數已達規定限度，在未收到新的確認返回幀之前，發送方將暫停發送新的數據幀。接收窗口此時狀態仍未變；④接收方已收到0號幀，0號窗口關閉，1號窗口打開，表示準備接收1號幀。此時發送窗口狀態不變；⑤發送方收到接收方發來的0號幀確認返回信息，關閉0號窗口，表示從重發表中刪除0號幀。此時接收窗口狀態仍不變；⑥發送方繼續發送2號幀，2號窗口打開，表示2號幀也納入待確認之列。至此，發送方打開的窗口又已達規定限度，在未收到新的確認返回幀之前，發送方將暫停發送新的數據幀，此時接收窗口狀態仍不變；⑦接收方已收到1號幀，1號窗口關閉，2號窗口打開，表示準備接收2號幀。此時發送窗口狀態不變；⑧發送方收到接收方發來的1號幀收畢的確認信息，關閉1號窗口，表示從重發表中刪除1號幀。此時接收窗口狀態仍不變。

若從滑動窗口的觀點來統一看待1比特滑動窗口、後退n及選擇重傳三種協議，它們的差別僅在於各自窗口尺寸的大小不同而已。1比特滑動窗口協議：發送窗口=1，接收窗口=1；後退n協議：發窗口>1，接收窗口>1；選擇重傳協議：發送窗口>1,接收窗口>1。

(2).1比特滑動窗口協議

當發送窗口和接收窗口的大小固定為1時，滑動窗口協議退化為停等協議（stop－and－wait）。該協議規定發送方每發送一幀後就要停下來，等待接收方已正確接收的確認（acknowledgement）返回後才能繼續發送下一幀。由於接收方需要判斷接收到的幀是新發的幀還是重新發送的幀，因此發送方要為每一個幀加一個序號。由於停等協議規定只有一幀完全發送成功後才能發送新的幀，因而只用一比特來編號就夠了。其發送方和接收方運行的流程圖如圖所示。

(3).後退n協議

由於停等協議要為每一個幀進行確認後才繼續發送下一幀，大大降低了信道利用率，因此又提出了後退n協議。後退n協議中，發送方在發完一個數據幀後，不停下來等待應答幀，而是連續發送若幹個數據幀，即使在連續發送過程中收到了接收方發來的應答幀，也可以繼續發送。且發送方在每發送完一個數據幀時都要設置超時定時器。只要在所設置的超時時間內仍收到確認幀，就要重發相應的數據幀。如：當發送方發送了N個幀後，若發現該N幀的前一個幀在計時器超時後仍未返回其確認信息，則該幀被判為出錯或丟失，此時發送方就不得不重新發送出錯幀及其後的N幀。

從這裏不難看出，後退n協議一方面因連續發送數據幀而提高了效率，但另一方面，在重傳時又必須把原來已正確傳送過的數據幀進行重傳（僅因這些數據幀之前有一個數據幀出了錯），這種做法又使傳送效率降低。由此可見，若傳輸信道的傳輸質量很差因而誤碼率較大時，連續測協議不一定優於停止等待協議。此協議中的發送窗口的大小為k，接收窗口仍是1。

(4).選擇重傳協議

在後退n協議中，接收方若發現錯誤幀就不再接收後續的幀，即使是正確到達的幀，這顯然是一種浪費。另一種效率更高的策略是當接收方發現某幀出錯後，其後繼續送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層，但接收方仍可收下來，存放在一個緩沖區中，同時要求發送方重新傳送出錯的那一幀。一旦收到重新傳來的幀後，就可以原已存於緩沖區中的其余幀一並按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重發(SELECTICE REPEAT)，其工作過程如圖所示。顯然，選擇重發減少了浪費，但要求接收方有足夠大的緩沖區空間。

三、TCP滑動窗口（Sliding Window）

滑動窗口協議可以用圖四來形象表示。

圖中我們已經將字節進行了1到11的編號。由接收者通告的窗口稱為提議窗口（offered window），它覆蓋了第4到第9個字節，意味著接收方已經確認了第3字節之前（包括第3字節）的數據，並且通告窗口的大小是6。窗口大小與確認的順序號（acknowledged sequence number）有關。發送者計算它的可用窗口（usable window），用以度量它可以立即發送多少數據。

隨著接收者對收到數據的確認，滑動窗口隨時向右移動。窗口兩端的相關運動增加或減少著窗口大小。我們使用3個術語來描述窗口邊緣（edge）的左右運動。

1．當窗口左邊緣靠近右邊緣時稱窗口閉合（window closes）。窗口閉合發生在數據已經發送並被確認的情況下。

2．當窗口右邊緣向右移動時稱窗口打開（window opens）。窗口打開發生在另一端的接收進程讀取已確認數據的時候，它釋放了TCP接收緩沖區的空間。

3．當窗口右邊緣向左移動時稱窗口收縮（window shrinks）。Host Requirement RFC強烈不鼓勵這種做法，但TCP必須能夠在一端發生這種情況時進行處理。

圖五表示了這三個術語。由於窗口的左邊緣是受從連接另一端收到的確認號來控制的，因此它不會向左移動。如果收到一個ACK要求將左邊緣向左移動，那麽它是一個重復的（duplicate）的確認，並被丟棄。

如果窗口左邊緣重合了右邊緣，就稱它為零窗口（zero window）。它將停止發送者傳輸任何數據。

示例

圖六顯示了圖一數據傳輸中TCP滑動窗口的動態變化

以此圖為例，我們可以總結幾個要點：

1．發送者不必傳送滿窗口大小的數據。

2．收到接收者對數據的確認後，窗口向右滑動。這是由於窗口大小與確認順序號相關。

3．從段7到段8的變化，可以看出窗口可以減小，但窗口右邊緣不能向左移動。

4．接收者不必等待窗口被填滿才發送確認。在許多實現中，接收者每收到兩個段發送一個確認。

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