继续画图带你学习TCP 其他 7 大特性(一)

发布于 2022-6-14 16:38
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本文是接着上篇 画图带你理清TCP协议三次握手和四次挥手 继续带你学习TCP 其他 7 大特性。

 

四、滑动窗口机制

五、流量控制

六、拥塞控制 (安全机制)

七、延迟应答 (效率机制)

八、捎带应答 (效率机制)

九、粘包问题

十、保活机制

TCP总结

 

四、滑动窗口机制

 

滑动窗口机制,是在可靠性的前提下,进一步地提高传输效率

 

认识滑动窗口

一发一收的方式:TCP 协议需要对数据进行确认后,才可以发送下一个数据包,如图:

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如上图,发送端每发送一个数据包,都需要得到接收端的确认应答以后,才可以发送下一个数据包,是一问一答的串行过程;即每次传输数据都需要等待一个对应的等待时间,那么传输 N 份数据,就需要等待 N 次应答时间,总的传输时间:N 份数据传输时间 + N 份应答传输时间

 

一发一收的方式性能较低,那么我们一次发送多条数据,就可以大大地提高性能(其实是将多个段的等待时间重叠在一起了),如图:

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滑动窗口本质上是批量传输数据

总的传输时间:N 份数据传输时间重叠成了一份时间,N 份应答传输时间重叠成了一份时间,相当于把多份数据的传输时间和等待 ACK 的时间压缩成一份了,总的等待时间少了,传输效率也就高了

 

a. 窗口

窗口大小: 不等待 ACK 的情况下,批量发送的最大数据量,就叫"窗口大小" (如上图,就是4000个字节,4个字段)

  • 发送前四个字段的时候,不需要等待任何 ACK,直接发送;
  • 收到第一个ACK后,滑动窗口向后移动,继续发送第五个字段的数据,依次类推;
  • 操作系统内核为了维护这个滑动窗口;需要开辟 发送缓冲区 来记录当前还有哪些数据没有应答;只有确认应答过的数据,才能从缓冲区删掉;
  • 窗口越大, 则网络的吞吐率就越高

 

b. 滑动

窗口范围内的数据是在等待这些数据的 ACK (已经被发送出去)

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如上图,当发送方收到 2001 的 ACK,意味着 1001 - 2000 的数据对方已经接收,此时立刻继续传输 5001 - 6000 的数据,则等待 ACK 的数据包的序号就是 2001,3001,4001,5001

 

丢包问题处理

丢包的两种情况如图:

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情况1: 确认应答 (ACK) 丢包

不需要进行额外的处理;在这种情况下,部分 ACK 丢了并不要紧,因为可以通过后续的 ACK进 行确认

 

理解"确认序号"的含义

从当前序号开始,前面的数据都已经正确到了

如上图,是 1001 的 ACK 丢失,2001 的 ACK 没丢,此时,发送方收到 2001 之后,就会认为 1 - 1000 这个数据也是顺利到达的,1001 丢了无所谓,2001 的 ACK 能够包含 1001 ACK 中的信息

 

文章转自公众号:三友的java日记

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已于2022-6-14 16:38:48修改
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