TCP协议疑难杂症全景解析
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有个细节可能会引起误会，那就是TCP的窗口大小空间是序列号空间的一半，这样恰好在满载情况下，数据能填满发送窗口和接收窗口，序列号空间正好够用。然而事实上，TCP的初始序列号并不是从0开始的，而是随机产生的(当然要辅助一些更精妙的算法)，因此如果初始序列号比较接近2的32次方，那么很快就会回绕。 当然，如今可以用时间戳选项来辅助作为序列号的一个识别的部分，接收端遇到回绕的情况，需要比较时间戳，我们知道，时间戳是单调递增的，虽然也会回绕，然而回绕时间却要长很多。这只是一种策略，在此不详谈。还有一个很现实的问题，理论上序列号会回绕，但是实际上，有多少TCP的端点主机直接架设在1G的网络线缆两端并且接收方和发送方的窗口还能恰好被同时填满。另外，就算发生了回绕，也不是一件特别的事情，回绕在计算机里面太常见了，只需要能识别出来即可解决，对于TCP的序列号而言，在高速网络(点对点网络或者以太网)的两端，数据发生乱序的可能性很小，因此当收到一个序列号突然变为0或者终止序列号小于起始序列号的情况后，很容易辨别出来，只需要和前一个确认的分段比较即可，如果在一个经过路由器的网络两端，会引发IP数据报的顺序重排，对于TCP而言，虽然还会发生回绕，也会慢得多，且考虑到拥塞窗口(目前还没有引入)一般不会太大，窗口也很难被填满到65536。 3.2.4.端到端的流量控制 端到端的流量控制使用滑动窗口来实现。滑动窗口的原理非常简单，基本就是一个生产者/消费者模型 疑难杂症10：流量控制的真实意义 很多人以为流量控制会很有效的协调两端的流量匹配，确实是这样，但是如果你考虑到网络的利用率问题，TCP的流量控制机制就不那么完美了，造成这种局面的原因在于，滑动窗口只是限制了最大发送的数据，却没有限制最小发送的数据，结果导致一些很小的数据被封装成TCP分段，报文协议头所占的比例过于大，造成网络利用率下降，这就引出了接下来的内容，那就是端到端意义的TCP协议效率。 承上启下 终于到了阐述问题的时候了，以上的TCP协议实现的非常简单，这也是TCP的标准实现，然而很快我们就会发现各种各样的问题。这些问题导致了标准化协会对TCP协议进行了大量的修补，这些修补杂糅在一起让人们有些云里雾里，不知所措。本文档就旨在分离这些杂乱的情况，实际上，根据RFC，这些杂乱的情况都是可以找到其单独的发展轨迹的。 4.端到端意义上的TCP协议效率 4.1.三个问题以及解决 问题1描述：接收端处理慢，导致接收窗口被填满 这明显是速率不匹配引发的问题，然而即使速率不匹配，只要滑动窗口能协调好它们的速率就好，要快都快，要慢都慢，事实上滑动窗口在这一点上做的很好。但是如果我们不得不从效率上来考虑问题的话，事实就不那么乐观了。考虑此时接收窗口已然被填满，慢速的应用程序慢腾腾的读取了一个字节，空出一个位置，然后通告给TCP的发送端，发送端得知空出一个位置，马上发出一个字节，又将接收端填满，然后接收应用程序又一次慢腾腾...这就是糊涂窗口综合症，一个大多数人都很熟悉的词。这个问题极大的浪费了网络带宽，降低了网络利用率。好比从大同拉100吨煤到北京需要一辆车，拉1Kg煤到北京也需要一辆车(超级夸张的一个例子，请不要相信)，但是一辆车开到北京的开销是一定的... 问题1解决：窗口通告 对于问题1，很显然问题出在接收端，我们没有办法限制发送端不发送小分段，但是却可以限制接收端通告小窗口，这是合理的，这并不影响应用程序，此时经典的延迟/吞吐量反比律将不再适用，因为接收窗口是满的，其空出一半空间表示还有一半空间有数据没有被应用读取，和其空出一个字节的空间的效果是一样的，因此可以限制接收端当窗口为0时，直接通告给发送端以阻止其继续发送数据，只有当其接收窗口再次达到MSS的一半大小的时候才通告一个不为0的窗口，此前对于所有的发送端的窗口probe分段(用于探测接收端窗口大小的probe分段，由TCP标准规定)，全部通告窗口为0，这样发送端在收到窗口不为0的通告，那么肯定是一个比较大的窗口，因此发送端可以一次性发出一个很大的TCP分段，包含大量数据，也即拉了好几十吨的煤到北京，而不是只拉了几公斤。 即，限制窗口通告时机，解决糊涂窗口综合症 问题2描述：发送端持续发送小包，导致窗口闲置 这明显是发送端引起的问题，此时接收端的窗口开得很大，然而发送端却不积累数据，还是一味的发送小块数据分段。只要发送了任和的分段，接收端都要无条件接收并且确认，这完全符合TCP规范，因此必然要限制发送端不发送这样的小分段。 问题2解决：Nagle算法 Nagel算法很简单，标准的Nagle算法为： IF 数据的大小和窗口的大小都超过了MSS Then 发送数据分段 ELSE IF 还有发出的TCP分段的确认没有到来 Then 积累数据到发送队列的末尾的TCP分段 ELSE 发送数据分段 EndIF EndIF 可是后来，这个算法变了，变得更加灵活了，其中的： IF 还有发出的TCP分段的确认没有到来 变成了 IF 还有发出的不足MSS大小的TCP分段的确认没有到来 （编辑：辽源站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |