（五）：TCP窗口與擁塞處理

當(dāng)TCP堆 棧接收到數(shù)據(jù)的時(shí)候，生成一個(gè)確認(rèn)信息并以回復(fù)的方式發(fā)送，但是放置在接收端緩存中的數(shù)據(jù)并不總是立即被處理。當(dāng)服務(wù)器忙于處理從多個(gè)客戶(hù)端接收的報(bào)文， 服務(wù)器很有可能因?yàn)榍謇砭彺娑兊镁徛?，無(wú)法騰出空間接收新的數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有流控，則可能會(huì)造成丟包和數(shù)據(jù)損壞。好在，接收窗口所設(shè)定的速率無(wú)法使服務(wù)器 正常處理數(shù)據(jù)時(shí)，能夠調(diào)整接收窗口大小。通過(guò)減小返回給發(fā)送端的ACK報(bào)文的TCP頭窗口大小值來(lái)實(shí)現(xiàn)。如下圖所示：

上圖中，服務(wù)器初始窗口大小為5000字節(jié)。客戶(hù)端發(fā)送2000字節(jié)，之后又發(fā)送了2000字節(jié)，緩沖區(qū)中只有1000字節(jié)可用。服務(wù)器意識(shí)到緩沖區(qū)正在快速填滿(mǎn)，它知道如果數(shù)據(jù)繼續(xù)以此速率傳輸，很快會(huì)有報(bào)文丟失。為了防止報(bào)文丟失，服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)信息給客戶(hù)端，更新窗口大小為1000字節(jié)。結(jié)果，客戶(hù)端減少數(shù)據(jù)發(fā)送，服務(wù)器以可以接受的速率處理緩存內(nèi)容，即保持?jǐn)?shù)據(jù)流以穩(wěn)定的速率傳輸。

調(diào)整窗口大小在兩個(gè)方向都是可行的。當(dāng)服務(wù)器能夠更加快速的處理報(bào)文時(shí)，它會(huì)發(fā)送一個(gè)較大窗口的ACK報(bào)文。

零窗口暫停數(shù)據(jù)流：

某些情況下，服務(wù)器無(wú)法再處理從客戶(hù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)。可能是由于內(nèi)存不足，處理能力不夠，或其他原因。這可能會(huì)造成數(shù)據(jù)被丟棄以及傳輸暫停，但接收窗口能夠幫助減小負(fù)面影響。

當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，服務(wù)器會(huì)發(fā)送窗口為0的報(bào)文。當(dāng)客戶(hù)端接收到此報(bào)文時(shí)，它會(huì)暫停所有數(shù)據(jù)傳輸，但會(huì)保持與服務(wù)器的連接以傳輸探測(cè)（keep-alive）報(bào)文。探測(cè)報(bào)文在客戶(hù)端以穩(wěn)定間隙發(fā)送，以查看服務(wù)器接收窗口狀態(tài)。一旦服務(wù)器能夠再次處理數(shù)據(jù)，將會(huì)返回非零值窗口大小，傳輸會(huì)恢復(fù)。下圖示例了零窗口通知過(guò)程。

服務(wù)器初始接收數(shù)據(jù)窗口為5000字節(jié)大小。從客戶(hù)端接收4000字節(jié)數(shù)據(jù)之后，服務(wù)器負(fù)載變得非常繁重，無(wú)法繼續(xù)處理客戶(hù)端任何數(shù)據(jù)。服務(wù)器于是發(fā)送窗口大小值為0的報(bào)文。客戶(hù)端暫停數(shù)據(jù)傳輸并發(fā)送一個(gè)探測(cè)報(bào)文。探測(cè)報(bào)文之后，服務(wù)器回復(fù)以告知客戶(hù)端現(xiàn)在可以接收數(shù)據(jù)的報(bào)文，以及窗口大小為1000字節(jié)。客戶(hù)端恢復(fù)傳送數(shù)據(jù)。

TCP滑動(dòng)窗口實(shí)戰(zhàn)：

本例中，開(kāi)始從192.168.0.20發(fā)送至192.168.0.30。我們關(guān)心的是窗口大小字段，可以從Packet List面板的Info欄以及Packet Details的TCP報(bào)文頭看到。前三個(gè)報(bào)文后，可看到該值立刻減小，如下圖所示：

窗口大小值從第一個(gè)報(bào)文的8760字節(jié)變成第二個(gè)報(bào)文的5840字節(jié)到第三個(gè)報(bào)文的2920字節(jié)①。窗口大小值的減小是主機(jī)延時(shí)的典型標(biāo)志。在時(shí)間欄注意到這一過(guò)程發(fā)生的非常迅速②。當(dāng)窗口大小迅速減小的時(shí)候，通常就有可能下降為零。這就是第四個(gè)報(bào)文所發(fā)生的，如下圖所示：