相信大家都遇到過這樣的場景：

同學 Luffy 給你打電話，讓你記下一串手機號碼，可是你記憶力不太好，你跟 Luffy 約定，一次只最多隻能報 4 個數字，Luffy 念一遍，如果你聽到了就把他說的話重複一遍。接下來：

• 你：你一次最多報 4 個數字，多了我記不住啊！
• Luffy：139
• 你：139 （Luffy 知道你聽到了）
• Luffy：7548
• 你：7538 （很明顯你聽錯了）
• Luffy：不對，是7548
• 你：7548
• Luffy : 2669
• 你：2669

最後，你接收到的完整的號碼就是 139-7548-2669.

1. 滑動視窗

上面的場景，你一次最多隻能接受 4 個數字，表示你的滑動視窗大小就是 4. 在 TCP 協議中，也有這樣的滑動視窗，它的大小表示目前還能接收多少位元組的資料。

TCP 每次收到對方發來的報文，都會檢查視窗大小欄位，見圖 1.

圖1 TCP 首部中有一個欄位——16 位視窗大小

知道了對方的視窗大小後，就知道對方目前還能接收多少資料，接收的資料位元組序號是 TCP 段中的 ACK 的值到 ACK + 視窗大小，即 [ACK,ACK+窗口大小)$[ACK,ACK+窗口大小)$.

比如，你給對方傳送了一個段攜帶位元組序號為 [400, 500) 的資料。對方回送了一個 TCP 段，ack = 500, win = 100，就表示，我已經收到 [400, 500) 的資料我還能接收位元組序號為 [500, 600) 之間的資料，見圖 2。

圖2 滑動視窗

如果對方回送了一個 TCP 段，ack = 500, win = 0，就表示，我已經收到了 [400, 500) 的資料，但是我現在不能再接收資料了，你待會再發。

圖3 對方回送 0 大小的視窗，接收端的反應

2. 滑動視窗的目的

回顧本文開頭給出的打電話的例子，為什麼你要告訴對方一次最多隻能報 4 個數字？原因在於你的接受能力有限，不是說你無法記憶很多數字，只是在短期內，你記不住，你需要一段一段的記憶（一段一段的將資料放入緩衝區）。

所以，在 TCP 中，滑動視窗是為了實現流量控制。如果對方傳送資料過快，接收方就來不及接收（你來不急記住），接收方就需要通告對方，減慢資料的傳送（圖 3）。

需要特別注意的是，在學習滑動視窗的時候，我們假設網路無限好，不擁塞。只要你傳送了資料，對方一定可以收到。

再解釋一下網路擁塞的含義，它是指你傳送的資料滯留在網路中，遲遲未到達接收方。

3. 滑動視窗模擬

圖4 滑動視窗模擬

修正：圖4 中最後一個小圖修正一下文字，應該為『傳送方收到 ack=41, win=10, 知道對方希望接收序號為 [41, 51) 的資料』

• 傳送方接收到了對方發來的報文 ack = 33, win = 10，知道對方收到了 33 號前的資料，現在期望接收 [33, 43) 號資料。傳送方連續傳送了 4 個報文段假設為 A, B, C, D, 分別攜帶 [33, 35), [35, 36), [36, 38), [38, 41) 號資料。
• 接收方接收到了報文段 A, C，但是沒收到 B 和 D，也就是隻收到了 [33, 35) 和 [36, 38) 號資料。接收方傳送回對報文段 A 的確認：ack = 35, win = 10。
• 傳送方收到了 ack = 35, win = 10，對方期望接收 [35, 45) 號資料。接著傳送了一個報文段 E，它攜帶了 [41, 44) 號資料。
• 接收方接收到了報文段 B: [35, 36), D:[38, 41)，接收方傳送對 D 的確認：ack = 41, win = 10. （這是一個累積確認）
• 傳送方收到了 ack = 41, win = 10，對方期望接收 [41, 51) 號資料。
• ……

需要注意的是，接收方接收 tcp 報文的順序是不確定的，並非是一定先收到 35 再收到 36，也可能是先收到 36，37，再收到 35.

4. 總結

• 理解滑動視窗的工作過程
• 滑動視窗的目的是什麼？

下一篇文章，我們得抓個包來分析一下。