包的传输

问题： 假设有3000字节数据，通过tcp进行传输，是如何从A机器传输到B机器的？

TCP传输.png

假设现在A机器要发送3000个字节的数据给机器B

• 1. 首先数据从A的应用层将3000字节的数据给到传输层
• 2. A传输层接到后，A和B建立三次握手，过程中协商到MSS大小1460, B窗口大小2920
• 3. 更具协商得到的信息， A将3000字节切分为3个包，大小分别为1460,1460, 80
• 4. 由于B的窗口大小是2920，所以一次最大可以传输2个包，第三个包80要单独传送
• 5. A将2个包扔给网络层
• 6. A将数据经过网络层，数据链路层传输给B
• 7. B从网络层读取数据到传输层
• 重复5到7的步骤，直到3个包传输完毕，然后将数据给到应用层

这里2到4体现了，传输层的“控制”机制

滑动窗口 可以参考这篇文章理解

• 为什么要有滑动窗口？解决了什么问题？
• 滑动窗口的运作原理是什么？
• 数据传输出错了怎么处理？如何进行的重传？A的缓存有什么作用？
• A的速度快，B的速度慢，A 向B传输，B出现了0窗口怎么办？会有什么影响吗？
• 窗口为社么会不停的调整大小？
• 什么是集中确认？出现在那个场景下？
• 快速重传是怎么被触发的？
  假设现在传输三个包，传输过程中，第二包丢失掉了：
  • A的第一个包发出去，ack是100
  • B回一个ack=1100
  • A的第二个包丢失，A的第三个包也到达了B
  • 此时B收到A的第三个包后，应该回复给A的ack是多少呢？
  • 这种情况，B给A回复的ack是1100，即对第一个包回复的ack的值，原因是B没有收到A的第二个包
  • 此时，A在传输第5个包，第6个包，收到的ack依然是1100
  • 这时A连续收到3个确认的ack都是1100, A直到自己的第二个包丢失了，于是触发了快速重传机制。
  • A对第二个包进行了重传之后，B应该回复给A的ack是多少?(是第五个包的seq+len)，为什么？

快速重传.png

流控机制

• 窗口因子

拥塞控制机制

• 拥塞窗口和滑动窗口的区别

• 为什么要有拥塞窗口

  • 假设b的拥塞窗口是3000，a向b发送数据。
    1） a先向b发送了一个1000的数据包
    2） 这时候a收到b的窗口是3000
    3） 然后，如果a立即发送3000的数据包给b，那么可能会出现，b还没有处理完上一次的
    1000的数据包，这样3000+1000大于了b的处理能力，3000中可能有1000会被丢弃。
    4）因为有这样的问题，所以a有一个拥塞控制的窗口
    5） 拥塞控制窗口，a不会立即发送满的数据给b,而是试探式的发送，比如先发一个包，得到对方的ack后，将拥塞窗口大小加1，每确认一次加1，以此类推，逐渐的加大拥塞窗口。
    6） 当拥塞窗口大于滑动窗口，接收端丢包，出现超时重传，超时重传是需要重新建立tcp
    连接的。
  7. 为了减少超时重传带来的消耗，于是有了慢启动阀值的概念。
     8） 慢启动阀值，是为了避免拥塞窗口大于滑动窗口。算法是：2倍的mss/拥塞窗口。当在
     阀值以下的时候，每次增加1mss, 阀值以上每次增加 2mss/拥塞窗口字节，因此超过阀
     值越大，拥塞窗口增长速度越慢。
     慢启动阀值，并不是开始就有，而是在出现过一次超时重传后才有，这时的阀值是超时
     时的阀值/2.

• 超时重传： 需要重新建立tcp连接！---->比如拥塞窗口大于滑动窗口的情况

• 快速重传： 不需要重新建立tcp连接！--->比如丢包重传的情况

tcp拥塞窗口.png

提高网络利用率的算法

• nagle算法
• 延迟确认应答
• 稍待应答

Sack

sack机制1.png

TCP调优

[图片上传中...(网络调优02.png-48baa5-1546244600299-0)] 网络调优02.png 网络调优04.png 网络调优05.png