1. 生产-消费速率控制
1.1 总结
发送端和消费端的速率匹配,避免超过buffer。
通过发送窗口进行控制。在TCP中发送窗口由两部分决定:
- TCP中的窗口字段,该字段为16字节,也就是该字段默认最大支持64K(65536)。
- 窗口扩大因子TCP Window Scale Option (WSopt)。WSopt在TCP选项部分定义。real_rcv_wnd = rcv_wnd_in_tcp_header * (2^win_scale)
如果不开启窗口扩大因子,发送窗口最大为64KB(发送速率64KB/RTT),显然很小。使用窗口扩大因子之后,发送窗口最大为1G(发送速率(1GB/RTT))(窗口因子为14)。
1.2 窗口扩大细节
1.2.1 前言
TCP窗口缩放选项是用来增加TCP接收窗口的大小而超过65536字节。这个TCP选项以
及其他的几个选项在RFC1323(处理长肥管道网络,LFN)中定义。
窗口缩放因子对于BDP大于64KB的时候的数据传输的效率非常有用。例如,如果一
个T1传输链路,1.5Mbps是通过卫星的链路,RTT时间是513ms,那么BDP
是:1500000*.513 = 769,500位或者96,188字节。通过使用窗口扩大因子,文件传输可以接近
1.5Mbps,而充分利用可用带宽。这个选现在慢速网络上发送大于64KB的文件也是
有用的。通过使用窗口扩大因子,接收窗口可能增加到最大1GB。
1.2.2 选项格式
RFC 1323中关于窗口扩大选项的图示如下:
TCP Window Scale Option (WSopt): Kind: 3 Length: 3 bytes
+———+———+————-+
| Kind=3 |Length=3 | shift.cnt |
+———+———+————-+
1.2.3 工作过程
在建立连接时需要协商出合适的窗口因子,连接结束之后窗口因子就不能改变了。具体工作过程如下:
- 要启用窗口扩大选项,通讯双方必须在各自的SYN报文中发送这个选项。主动建立
连接的一方在SYN报文中发送这个选项;而被动建立连接的一方只有在收到带窗口
扩大选项的SYN报文之后才能发送这个选项。 - 这个选项只在SYN报文中有意义(<SYN>或<SYN,ACK>),包含窗口扩大选项的
报文如果没有SYN位,则会被忽略掉。当连接建立起来后,在每个方向的扩大因子
是固定的。注意:在SYN报文本身的窗口字段始终不做任何的扩大(The Window
field in a SYN (i.e., a <SYN> or <SYN,ACK>) segment itself is never
scaled.),也就是在建立连接协商窗口因子时的窗口就是真实的窗口。 - 在启用窗口扩大选项的情况下,若发送一个窗口通告,要将实际窗口大小右移
shift.cnt位,然后赋给TCP首部中的16bit窗口值;而当接收到一个窗口通告时,
则将TCP首部中的16bit窗口值左移shift.cnt位,以获得实际的通告窗口大小。 - shift.cnt取值范围为0~14,即最大TCP序号限定为2^16 * 2^ 14 = 2^30 <
2^31。该限制用于防止字节序列号溢出。
1.3 持续定时器(perist)
参见TCP-定时器中的持续定时器