TCP 滑动窗口机制是怎么工作的?零窗口和糊涂窗口是什么?
TCP 流量控制靠滑动窗口:接收方在 ACK 里通告自己还能接收多少数据(rwnd),发送方据此控制发送量,不让接收方缓冲区溢出。发送窗口 = min(rwnd, cwnd),rwnd 是接收方给的流量控制信号,cwnd 是发送方自己根据拥塞状况算的。这里只说 rwnd 的部分。
追问
零窗口是怎么回事?怎么恢复?
接收方缓冲区满了,在 ACK 里通告 rwnd=0,发送方就必须停。但接收方应用层读完数据释放缓冲区后,会发一个窗口更新报文告诉发送方可以继续了。问题在于:这个窗口更新报文丢了怎么办?发送方会一直等,死锁。解决方法是发送方启动持续计时器,定期发零窗口探测报文(只含 1 字节数据),迫使接收方回 ACK 并带上最新窗口值。这就是为什么零窗口不会永远卡住。
糊涂窗口综合征是什么?
接收方应用层每次只从缓冲区读 1 字节,就通告 rwnd=1;发送方就发 1 字节数据——一个 41 字节的包只装了 1 字节有效载荷,带宽利用率 2.4%。这就是糊涂窗口综合征(Silly Window Syndrome)。接收端的解决方法叫 Clark 方案:缓冲区空闲不到 MSS 或总缓冲区的 35% 时不通告新窗口;发送端配合 Nagle 算法,攒够数据再发。两端一起防才能根治。
rwnd 和 cwnd 有什么区别?
rwnd 是接收方告诉发送方"我还能收多少",防止接收方溢出;cwnd 是发送方自己算的"网络还能承受多少",防止网络拥塞。流量控制(rwnd)是端到端的保护,拥塞控制(cwnd)是全局性的保护。实际发送窗口取两者最小值——任何一个窗口满了都不能多发。面试中经常把这两个混在一起考,要分清楚哪个是对方给的,哪个是自己算的。
滑动窗口的"滑动"体现在哪?
窗口把发送缓冲区的数据分成四段:已确认 ← 窗口左边界 | 已发送未确认 | 可发送未发送 | 窗口右边界 → 不可发送。收到 ACK 后左边界右移(滑过去),接收方通告新窗口后右边界右移(窗口打开)——这就是"滑动"。如果右边界不变就是窗口关闭,左边界追上右边界就是零窗口。
写段代码
python# 模拟滑动窗口发送 def sliding_window_send(data, window_size): sent = 0 # 窗口左边界 acked = 0 # 已确认 while acked < len(data): # 发送窗口内的数据 while sent < min(acked + window_size, len(data)): print(f"发送 data[{sent}]") sent += 1 # 模拟收到 ACK print(f"收到 ACK={acked+1}") acked += 1 # 左边界滑动 sliding_window_send(list(range(8)), window_size=3)