計算機網絡TCP地流量控制

TCP地緩存與流量控制一.TCP地緩存

端口…TCP…TCP接收緩存發(fā)送緩存報文段…報文段報文段端口發(fā)送方接收方向發(fā)送緩存寫入數(shù)據(jù)塊從接收緩存讀取數(shù)據(jù)塊應用程應用程

TCP連接最后被確認地字節(jié)發(fā)送應用程序發(fā)送緩存最后發(fā)送地字節(jié)發(fā)送窗口已發(fā)送TCP序號增大還沒有發(fā)送,但準備發(fā)送地數(shù)據(jù)已發(fā)送,但還沒有被確認地數(shù)據(jù)窗口內地數(shù)據(jù)是可以發(fā)送地數(shù)據(jù)窗口外地數(shù)據(jù)還不能被發(fā)送空余地發(fā)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(shù)據(jù)發(fā)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(jié)序號增大下一個期望收到地字節(jié)（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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)后窗口左邊界右移接收緩存一般來說,我們總是希望數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶煲恍５绻l(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)丟失。流量控制(flowcontrol)地目地就是根據(jù)接收方地接收能力,控制發(fā)送方地發(fā)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(xiàn)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(jié)序號增大下一個期望收到地字節(jié)（確認號）如果發(fā)送方地發(fā)送窗口小于接收窗口,則接收緩存就不會溢出！發(fā)送窗口地大小不能超過對方接收窗口地大??！TCP地接收方將接收窗口大小及時通知給發(fā)送方,發(fā)送方根據(jù)對方接收窗口大小調整自己地發(fā)送窗口大小！接收緩存TCP首部目地端口數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（序號五零一至六零零）A不能再發(fā)送六零零以后地數(shù)據(jù)不允許A再發(fā)送（到序號六零零地數(shù)據(jù)都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)應用程序取走一零零字節(jié)TCP流量控制地例子假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零發(fā)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(fā)送窗口指針五零一四零一發(fā)送方接收方seq=一主機A主機B假設:每段一零零字節(jié),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(fā)送窗口指針五零一四零一發(fā)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(fā)送收到發(fā)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(fā)送三零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),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(fā)送窗口指針五零一四零一發(fā)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(fā)送收到發(fā)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(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送三零零字節(jié)seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),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(fā)送窗口指針五零一四零一發(fā)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(fā)送應用程序讀取發(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送三零零字節(jié)seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零發(fā)送窗口接收緩存發(fā)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(fā)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(fā)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(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零主機A主機B允許A再發(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送三零零字節(jié)發(fā)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(fā)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(fā)送收到發(fā)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(fā)送一零零字節(jié)（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(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零主機A主機B允許A再發(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送三零零字節(jié)發(fā)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(fā)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(fā)送收到發(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（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(jié)應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零接收緩存接收窗口發(fā)送窗口發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（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(jié)應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),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(fā)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(fā)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(fā)送收到發(fā)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（序號五零一至六零零）A不能再發(fā)送六零零以后地數(shù)據(jù)不允許A再發(fā)送（到序號六零零地數(shù)據(jù)都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)應用程序取走一零零字節(jié)假設:每段一零零字節(jié),初始窗口與接收緩存為四零零發(fā)送方與接收方地窗口變化接收緩存發(fā)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(fā)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(fā)送窗口當接收方應用程序再次讀取數(shù)據(jù)時,接收窗口變大時,通過確認報文段通知對方擴大發(fā)送窗口,并重新開始發(fā)送數(shù)據(jù)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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（序號五零一至六零零）A不能再發(fā)送六零零以后地數(shù)據(jù)不允許A再發(fā)送（到序號六零零地數(shù)據(jù)都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)應用程序取走一零零字節(jié)從該例可以看出,接收方應用程序讀取數(shù)據(jù)非常慢,但由于使用流量控制機制控制了發(fā)送方地發(fā)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(jié),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(fā)送三零零字節(jié)（序號二零一至五零零）A還能發(fā)送二零零字節(jié)A還能發(fā)送一零零字節(jié)（序號四零一至五零零）A還能發(fā)送三零零字節(jié)A不能再發(fā)送五零零以后地數(shù)據(jù)A超時重傳,但不能繼續(xù)發(fā)送允許A再發(fā)送一零零字節(jié)（序號五零一至六零零）A不能再發(fā)送六零零以后地數(shù)據(jù)不允許A再發(fā)送（到序號六零零地數(shù)據(jù)都已收到）seq=二零一丟失！應用程序取走一零零字節(jié)應用程序取走一零零字節(jié)這種暫停狀態(tài)將持續(xù)到主機B地應用程序再次從接收緩存讀取數(shù)據(jù)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(fā)送給發(fā)送方。假設:每段一零零字節(jié),初始窗口