TCP滑动窗口协议

32位序号（sequence number）：一次TCP通信（从TCP连接建立到断开）过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。假设主机A和主机B进行TCP通信，A发送给B的第一个TCP报文段中，序号值被系统初始化为某个随机值ISN（Initial Sequence Number，初始序号值）。那么在该传输方向上（从A到B），后续的TCP报文段中序号值将被系统设置成ISN加上该报文段所携带数据的第一个字节在整个字节流中的偏移。例如，某个TCP报文段传送的数据是字节流中的第1025～2048字节，那么该报文段的序号值就是ISN+1025。另外一个传输方向（从B到A）的TCP报文段的序号值也具有相同的含义。

32位确认号（acknowledgement number）：用作对另一方发送来的TCP报文段的响应。其值是收到的TCP报文段的序号值加1。假设主机A和主机B进行TCP通信，那么A发送出的TCP报文段不仅携带自己的序号，而且包含对B发送来的TCP报文段的确认号。反之，B发送出的TCP报文段也同时携带自己的序号和对A发送来的报文段的确认号。

4位头部长度（header length）：标识该TCP头部有多少个32bit字（4字节）。因为4位最大能表示15，所以TCP头部最长是60字节。
6位标志位包含如下几项：

• URG标志，表示紧急指针（urgent pointer）是否有效。
• ACK标志，表示确认号是否有效。我们称携带ACK标志的TCP报文段为确认报文段。
• PSH标志，提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间（如果应用程序不将接收到的数据读走，它们就会一直停留在TCP接收缓冲区中）。
• RST标志，表示要求对方重新建立连接。我们称携带RST标志的TCP报文段为复位报文段。
• SYN标志，表示请求建立一个连接。我们称携带SYN标志的TCP报文段为同步报文段。
• FIN标志，表示通知对方本端要关闭连接了。我们称携带FIN标志的TCP报文段为结束报文段。

16位窗口大小（window size）：是TCP流量控制的一个手段。这里说的窗口，指的是接收通告窗口（Receiver Window，RWND）。它告诉对方本端的TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据，这样对方就可以控制发送数据的速度。

16位校验和（TCP checksum）：由发送端填充，接收端对TCP报文段执行CRC算法以检验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意，这个校验不仅包括TCP头部，也包括数据部分。这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

16位紧急指针（urgent pointer）：是一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一字节的序号。因此，确切地说，这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移，不妨称之为紧急偏移。TCP的紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。我们将在后面讨论TCP紧急数据。

作者：抓兔子的猫
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来源：简书
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Client首先向Server发出建立连接的TCP报文段(SYN=1,seq=x(表示随机产生一个值,我们假设为100))，并等待Server的确认(确认收到该建立连接的请求)

Server收到该建立连接的请求之后，如果同意建立连接，则发送TCP报文段(SYN=1,seq=y(也是随机产生一个值，我们假设为21),ACK=1,ack=x+1(这里表示发送方的x号数据段已经收到,这里为101))给Client表示确认接收到该TCP报文，并等待Client确认该TCP报文已经收到

Client收到Server的确认报文段之后，再次向Server发送TCP报文段(seq=x+1(这里为101),ACK=1,ack=y+1(这里为22))，确认Server的确认报文已经收到

• 发送窗口:在未收到对方的ACK确认的情况下，只有发送窗口内的数据才能连续地发送出去。凡事已经发送过的数据，在未收到ACK确认之间都必须暂时保留在发送窗口内，以便超时重传使用。

• 接收窗口:缓冲区，用来接收发送方的TCP数据段

 

TCP建立连接的过程采用三次握手，已知第三次握手报文的发送序列号为1000，确认序列号为2000，请问第二次握手报文的发送序列号和确认序列号分别为?

1999,1000

 

TCP滑动窗口协议。大家都知道，我们从一台机器向另外一台机器发送数据的时候，数据并不是一口气也不可能一口气传输给接收方。这个并不难理解，因为网络环境特别的复杂，有些地方快有些地方慢。所以，操作系统把这些数据写成连续的数据包，并且以一定的速率发给对方。一定的速率怎么理解呢？网络环境就像复杂的交通链路。就好比一个沙漏，中间可能有一个地方流量非常的小，这个最小的口径决定了网络传输的真正速度。我们要考虑到带宽缓冲区等因素，如果一下子发送所有的数据只会加大网络压力，造成丢包重试，轻则传输更慢，重则网络崩溃。因为TCP是顺序发送的，操作系统将这些数据包一批一批的发送给对方，就像一个窗口，不停地往后移动，所以，我们称之为TCP滑动窗口协议。

在TCP中，窗口的大小是在TCP三次握手后协定的，并且窗口的大小并不是固定的，而是会随着网络的情况进行调整。这个也不难理解，原本你女朋友在家独享10M的宽带，你下班要上虎牙看网址荣耀直播，两个人就要共享这个宽带。TCP为了更好的传输效率，就会调整窗口的大小.

我们通过一个图来解释下滑动窗口的工作流程，对于发送端来说，即将要发送的数据包排成一个队列，对于发送者来说，数据包总共分成四类。分别是在窗口前的，已经发送给接收方，并且收到了接收方的答复，我们称之为已发送。在窗口中的，有两种状态，一个是已经发送给接收方，但是接收方还没确认送达，我们称之为已发送未确认，另外一个是可以发送了，但是还没有发送，我们称之为允许发送未发送。最后的是在窗口外面的，我们称之为不可发送，除非窗口滑到此处，否则不会进行发送。

就这样，一旦前面的数据已经得到服务端确认了，这个窗口就会慢慢地往后滑，如下图所示，P1,P2两个数据包被确认之后，窗口就往后移动，后面新的数据包就由不可发送待发送变成了可发送状态了

TCP的滑动窗口协议有什么意义呢？首先当然是可靠性，滑动窗口只有在队列前部的被确认之后，才会往后移动，保证数据包被接收方确认并接收。其次是传输效率，假如没有窗口，服务端是杂乱无章地进行发包，因为TCP的队首效应，如果有前面的包没有发送成功，就会不停的重试，反而造成更差的传输效率。最后是稳定性，TCP的滑动窗口大小，是整个复杂网络商榷的结果，会进行动态调整，可以尽量地避免网络拥塞，更加稳定