图解TCP滑动窗口！一分钟搞清楚知识点

【产生背景】

TCP 以1个段为单位，每发一个就需要进行一个确认应答的处理，这样的传输方式有一个缺点：包的往返时间越长通信性能就越低。 

***打个比方好比两个人对话：张三说完一句话，得到李四的确认回答，张三才能说下一句。每一次都是你一句话我一句确认，沟通方式非常低下。

【机制介绍】

为解决这个问题，TCP 引人了“窗口“这个概念，它是操作系统开辟的一个缓存空间，即使RTT（往返时间）较长也能控制网络性能的下降。确认应答以更大的单位进行确认，也就是说，发送端主机在发送了1个TCP段以后不必要一直等待确认应答而是继续发送，转发时间将会被大幅度的缩短。

***也就是张三可以一次性连续说多句话，然后一次性等待李四回复OK就行，李四听不清楚的就重新说，完全听清楚了就继续往下说！

窗口大小就是指无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值，上图的窗口大小为4个段（每个段长度1000）。

【窗口类型】

TCP滑动窗口分为两种：发送窗口和接受窗口。

发送端的滑动窗口包含四个部分：

● 已发送且已收到ACK确认

● 已发送但未收到ACK确认

● 未发送但可以发送

● 未发送且不能发送

上图标注的虚线部分就是发送窗口，TCP发送缓存区，是发送端被允许发送的最大数据包大小

● SND.WND：表示发送窗口的大小，上图虚线框的格子大小就是4000个字节。

● SND.UNA：一个绝对指针，它指向的是已发送但未确认的第一个字节的序列号。

● SND.NXT：下一个发送的位置，它指向未发送但可以发送的第一个字节的序列号。

接收端的滑动窗口包含三个部分：

● 已成功接收并确认

● 未收到数据但可以接收

● 未收到数据并不可以接收的数据

上图虚线矩形框就是接收窗口，TCP接收缓存区，用于存储未被进程使用的传入数据。

● REV.WND：表示发送窗口的大小，上图虚线框的格子大小就是3000个字节。

● REV.NXT：下一个接收的位置，它指向未收到但可以接收的第一个字节的序列号。

【实现方式】

下面小云君用图解的方式说明TCP交互中滑动窗口的实现机制：

上述图解是接收端（服务器）进程能很好的处理掉接收的数据的情况，因此可以保证接收窗口大小不变，能持续很好的滑动窗口接收数据。但设想一下，如果来不及处理就会占满TCP接收缓存区，也就是接收端窗口为0，此时就会通知发送端停止发数据了，这也就是TCP流量控制机制。