TCP地緩存與流量控制一.TCP地緩存

端口…TCP…TCP接收緩存發送緩存報文段…報文段報文段端口發送方接收方向發送緩存寫入數據塊從接收緩存讀取數據塊應用程應用程

TCP連接最后被確認地字節發送應用程序發送緩存最后發送地字節發送窗口已發送TCP序號增大還沒有發送,但準備發送地數據已發送,但還沒有被確認地數據窗口內地數據是可以發送地數據窗口外地數據還不能被發送空余地發送緩存,如果沒有空余緩存,應用程序則需要等待已確認并從緩存刪除地數據發送緩存接收窗口已收到TCP接收緩存接收應用程序下一個讀取地字節序號增大下一個期望收到地字節（確認號）按序到達,已確認,可被讀取接收窗口右界不能超出接收緩存未按序到達,還不能被應用讀取如果數據到達速度超過接收程序讀取速度,接收緩存會溢出！收到按序到達地數據后窗口左邊界右移接收緩存一般來說,我們總是希望數據傳輸得更快一些。但如果發送方數據發送得過快,接收方就可能來不及接收,這就會造成接收緩存溢出,數據丟失。流量控制(flowcontrol)地目地就是根據接收方地接收能力,控制發送方地發送速率,讓接收方來得及接收。利用滑動窗口機制可以很方便地在TCP連接上實現流量控制。二.TCP地流量控制接收窗口已收到TCP接收緩存接收應用程序下一個讀取地字節序號增大下一個期望收到地字節（確認號）如果發送方地發送窗口小于接收窗口,則接收緩存就不會溢出！發送窗口地大小不能超過對方接收窗口地大小！TCP地接收方將接收窗口大小及時通知給發送方,發送方根據對方接收窗口大小調整自己地發送窗口大小！接收緩存TCP首部目地端口數據偏移檢驗與選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG填充通知對方自己接收窗口地大小確認號與窗口一起確定了對方地發送窗口TCP首部地窗口字段seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一seq=五零一ack=二零一,win=三零零ack=六零一,win=零ack=五零一,win=一零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）A不能再發送六零零以后地數據不允許A再發送（到序號六零零地數據都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節TCP流量控制地例子假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零發送方與接收方地窗口變化一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一接收緩存接收窗口七零一六零一一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一發送窗口指針五零一四零一發送方接收方seq=一主機A主機B假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一發送窗口指針五零一四零一發送方接收方一一零零一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一接收窗口一一零零發送收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=一零一主機A主機BA還能發送三零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一發送窗口指針五零一四零一發送方接收方一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一接收窗口一一零零一零一二零零一零一二零零一一零零發送收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=一零一主機A主機BA還能發送二零零字節A還能發送三零零字節seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一發送窗口指針五零一四零一發送方接收方接收窗口一一零零二零一三零零一零一二零零一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一一零零一一零零一零一二零零發送應用程序讀取發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=一零一ack=二零一,win=三零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送三零零字節seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零發送窗口接收緩存發送窗口指針一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一五零一四零一發送方接收方接收窗口一一零零二零一三零零一零一二零零一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一零一二零零收到ack=二零一,win=三零零發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=三零一seq=一零一ack=二零一,win=三零零seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送三零零字節發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一指針五零一四零一發送方三零一四零零二零一三零零接收緩存接收方接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一零一二零零三零一四零零發送收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=二零一,win=三零零A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送三零零字節發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一指針五零一四零一發送方四零一五零零二零一三零零接收緩存接收方接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一零一二零零三零一四零零三零一四零零四零一五零零發送收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=二零一,win=三零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一指針五零一四零一發送方四零一五零零二零一三零零接收緩存接收方接收窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一零一二零零三零一四零零三零一四零零四零一五零零二零一三零零接收窗口超時重傳收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=二零一,win=三零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一指針五零一四零一發送方四零一五零零二零一三零零接收方一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一一零一二零零二零一三零零三零一四零零四零一五零零三零一四零零一零一二零零接收窗口應用程序讀取發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=二零一,win=三零零ack=五零一,win=一零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口發送窗口發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一指針五零一四零一發送方四零一五零零二零一三零零接收方一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一二零一三零零三零一四零零四零一五零零三零一四零零收到ack=五零一,win=一零零發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一seq=五零一ack=二零一,win=三零零ack=五零一,win=一零零允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零主機A主機B接收緩存接收窗口發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一五零一四零一發送方接收方一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一二零一三零零四零一五零零三零一四零零五零一六零零指針五零一六零零接收窗口發送收到發送方與接收方地窗口變化seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=五零一ack=二零一,win=三零零ack=六零一,win=零ack=五零一,win=一零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）A不能再發送六零零以后地數據不允許A再發送（到序號六零零地數據都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零發送方與接收方地窗口變化接收緩存發送窗口一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一六零一七零一八零一一五零一四零一發送方接收方一零零二零零三零零四零零五零零六零零七零零八零零九零零一零一二零一三零一四零一五零一八零一一七零一六零一二零一三零零四零一五零零三零一四零零五零一六零零指針五零一六零零接收窗口發送窗口當接收方應用程序再次讀取數據時,接收窗口變大時,通過確認報文段通知對方擴大發送窗口,并重新開始發送數據收到ack=六零一,win=零seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=五零一ack=二零一,win=三零零ack=六零一,win=零ack=五零一,win=一零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）A不能再發送六零零以后地數據不允許A再發送（到序號六零零地數據都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節從該例可以看出,接收方應用程序讀取數據非常慢,但由于使用流量控制機制控制了發送方地發送速率,從而保證了接收方緩存不會溢出。假設:每段一零零字節,初始窗口與接收緩存為四零零seq=一seq=二零一seq=四零一seq=三零一seq=一零一ack=五零一ack=二零一,win=三零零ack=六零一,win=零ack=五零一,win=一零零主機A主機B允許A再發送三零零字節（序號二零一至五零零）A還能發送二零零字節A還能發送一零零字節（序號四零一至五零零）A還能發送三零零字節A不能再發送五零零以后地數據A超時重傳,但不能繼續發送允許A再發送一零零字節（序號五零一至六零零）A不能再發送六零零以后地數據不允許A再發送（到序號六零零地數據都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節應用程序取走一零零字節這種暫停狀態將持續到主機B地應用程序再次從接收緩存讀取數據為止。當接收方地接收緩存可用空間大小不再為零時,會主動將更新地窗口值發送給發送方。假設:每段一零零字節,初始窗口