滑动窗口和流速控制

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TCP 作为一个传输层协议,最核心的能力是传输。传输需要保证可靠性,还需要控制流速,这两个核心能力均由滑动窗口提供。而滑动窗口中解决的问题,是你在今后的工作中可以长期使用的,比如设计一个分布式的 RPC 框架、实现一个消息队列或者分布式的文件系统等。

为了提高传输速率,TCP 协议选择将多个段同时发送,为了让这些段不至于被接收方拒绝服务,在发送前,双方要协商好发送的速率。但是我们不可能完全确定网速,所以协商的方式,就变成确定窗口大小。

有了窗口,发送方利用滑动窗口算法发送消息;接收方构造缓冲区接收消息,并给发送方 ACK。滑动窗口的实现只需要数组和少量的指针即可,是一个非常高效的算法。

发送方将数据拆包,变成多个分组。然后将数据放入一个拥有滑动窗口的数组,依次发出,仍然遵循先入先出(FIFO)的顺序,但是窗口中的分组会一次性发送。窗口中序号最小的分组如果收到 ACK,窗口就会发生滑动;如果最小序号的分组长时间没有收到 ACK,就会触发整个窗口的数据重新发送。

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