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前言#xff1a;
滑动窗口
滑动窗口处理丢包问题
流量控制
拥塞控制
延时应答
捎带应答
面向字节流
异常情况
小结#xff1a; 前言#xff1a; 前两篇文章讲述了#xff0c;TCP十种核心机制的前三种。这篇文章详细介绍其他的一些核心机制#xff0c;让我们…目录
前言
滑动窗口
滑动窗口处理丢包问题
流量控制
拥塞控制
延时应答
捎带应答
面向字节流
异常情况
小结 前言 前两篇文章讲述了TCP十种核心机制的前三种。这篇文章详细介绍其他的一些核心机制让我们更深入理解网络原理。
滑动窗口 由于TCP为了保证可靠性引入了一些机制。这些机制必然导致TCP的效率降低。比如每发一个数据报就需要等待ACK比较消耗时间滑动窗口就是为了提高TCP的效率。 滑动窗口本质上就是降低了确认应答等待ack的时间批量发送批量等待。对于基本的确认应答情况来说每次发一个数据都要等待ack。而滑动窗口的本质就是不等待的批量发送一组数据然后使用一份时间来等待一组多个ack。这里把不需要等待就直接发送的数据称为“窗口大小”。 注意这里在等待ack的时候不是说等待所有的ack全部到达后才继续发送而是只要到达一个ack就继续发送。那么窗口的大小始终都是不变的同时也体现出 “滑动”的特性。
滑动窗口处理丢包问题
1ACK丢了 不需要做任何事情只要后面的ack到达了就可以证明前面的数据到达了。ACK返回的确认序号就是证明这个序号以前的数据已经成功到达。 2 数据包丢了 解释 如果2001 - 3000的数据丢了后面的ack都是2001。直到数据发送到7001 - 8000返回的ack也是2001索要2001的数据。这时候主机A发现丢包了将2001 - 3000的数据包重新传一下然后返回的ack就是8001最新的索要序号。就证明前面的数据发送完成。 这样的重传方式叫做“快速重传”。如果传输数据密集采用滑动窗口的方式使用快速重传处理丢包。如果数据传输不是很密集不按照滑动窗口的方式就是一般的超时重传。
流量控制 滑动窗口越大传输效率就越高一份时间等待的ack就越多但是窗口也不能无限大。需要根据接收方处理数据的能力来控制窗口的大小。 衡量接收方处理数据的能力直接查看缓冲区剩余空间的大小。 每次发送方发送数据接受方返回的ack就会携带根据缓冲区剩余空间大小计算的窗口大小。选项中存在“窗口扩展因子”接收的窗口值再左移窗口扩展因子位。为了使窗口足够大效率做到最大的提升
注意 由于接收方缓冲区大小是动态变化的那么对应的窗口大小也是动态调整的。 当窗口大小为0的时候发送方就会等待。在这个时间里发送方会发送“窗口探测报文”触发ack查询窗口大小。
拥塞控制 网络传输中中间需要经历很多节点现在只考虑了接收方处理数据的能力如果中间哪个节点处理数据的能力较低那么总体效率也不会高木桶效应。 流量控制和拥塞控制共同决定窗口的大小。流量控制考虑的是接收方处理数据的能力。拥塞控制考虑的是中间节点处理数据的能力。 拥塞控制就是在网络中发生拥塞时路由器处理数据慢减少向网络中发送数据的速度防止造成恶性循环同时在网络空闲时路由器处理数据快提高发送数据的速度最大限度地利用网络资源。 由于每次网络传输的中间节点都是不固定的。因此没办法衡量中间节点的处理数据的能力。采用 “实验” 的方式。 注意 开始是指数增长当窗口达到一定大小就变为线性增长。当传输过程一旦丢包了网络拥塞说明窗口大小已经是极限了。此时就把窗口大小一下缩小为很小的值重复刚才的指数增长和线性增长。 拥塞窗口不是固定的数值而是一直动态变化的。随着时间推移逐渐达到一个相对平衡的状态。 拥塞窗口和流量控制共同决定了发送发实际的窗口大小窗口大小取两者的较小值。
延时应答 在滑动窗口的基础上尽可能的扩大窗口的大小。 所谓延时就是收到数据后不是立即返回ack而是稍等一会再返回。等待的时间里接收方程序就能够把缓冲区的数据处理一波此时剩余空间就大了那么发送方窗口也就大了。 实际上延时应答的具体做法就是在滑动窗口下ack不在每一条数据都返回了。比如隔一条返回相对于第一条数据这里的ack就等于等待了。 捎带应答 本来ack和要返回的业务数据不是同一时机但是在延时应答的机制上可能就会在同一时机。然后就会合并为一条报文发送过去。提高效率的方式。 面向字节流 TCP的特点就是面向字节流。面向字节流就引出了一个问题粘包问题。进行read读取的时候读到哪里才算结束呢读到哪里才算一个完整的数据包呢
解决方案需要自己代码实现 1约定好分隔符当读到分隔符就结束。 2约定好每个包的长度只读取这么长的数据。
异常情况
1进程崩溃
2主机关机
3主机掉电
4网线断开
注意
1 进程没了对应的pcb也就没了对应的文件描述符表也就释放了相当于Socket.close()。此时内核就会完成四次挥手也就是正常的断开流程。主机关机首先关闭进程和这里原理一样。
2 假设接收方掉电发送方等不到ack然后超时重传多次依然失败。接下来断线重连RST复位报文段还是失败就单方面放弃了。 假设发送方掉电接收方发现没有数据了先等。这个时候会周期性的发送 “心跳包” 确认对方是否工作正常。心跳包来确认通信双方是否处在正常的工作状态
小结 TCP核心机制到这里就结束啦TCP是一个很复杂的协议还有很多的机制。需要继续了解可以去查阅官方文档。
