通过对TCPWindowSize的调整对网络流量的性能优化

1.    TCP参数简述
为改善终端用户对数据流量的要求，现对TCP的参数做简单的分析，并通过TCP参数的调整，以期达到提高用户使用感知度的目的。
TCP参数如下:
•    MTU─The Maximum Transfer Unit 
•    TCP1323Opts─ RFC 1323 TCP options: window scaling and timestamp
•    MaxDupAcks─Maximum duplicate acknowledgements
•    TCPWindowSize─TCP Window Size
•    Sack─Selective Acknowledgement

以上均为影响网络性能的TCP参数，但最重要的是TCP窗口的大小。它决定了在给定时间里一个系统可以传输多少数据。每个TCP包都有一个头信息，头信息中有一定“窗口”域用来指明该系统接受数据缓冲区的大小。窗口大可以使远程系统传输较多的数据，窗口小则限制了传输的数据量，从而影响了网络的性能。因此要想最大限度地利用网络，应该选择适当的窗口大小，使之与可用宽带相匹配。若TCP窗口过小，终端用户将无法充分地利用网络上的可用宽带；如果TCP窗口过大，可能会导致错误恢复方面的问题，这样也会大大降低网络性能。
　　一般来说，所有系统都有一缺省的TCP窗口大小。有些应用允许调用系统级的API，根据每个连接来设置TCP窗口大小。正确设置窗口大小，发送端就可以不停地发送数据，因为当所有的数据传完时，接收应答正好出现。
　　当窗口过大时，TCP很难恢复丢失的数据。如一个远程的Web服务器得知某一客户设置的窗口大小为A，那么即使网上同时可传输的窗口大小只有B，它也会试图传送窗口大小为A的数据，这样就会有A-B窗口大小的数据在服务器和客户端之间的某一路由器处排队。如果数据丢失需要重传，需重传的数据必须排在后面，结果客户端认为连接不可恢复就会放弃该连接。另外，客户端不断地重复向服务器发送接收应答，也可能导致服务器中断连接。
选择MTU 的大小，设置TCP最大片段大小（MSS）为1460=1500-40，40为最小TCP/IP包头的大小，在没有给出具体数值的时候，我们可设置TcpWindowSize = 6*MSS，须遵守的规则：TcpWindowSize=2*n*MSS ， 若TCP参数在C/S端有推荐设置，TCP/IP的包头会相应的增长，则不应采用TcpWindowSize=2*n*MSS的设置，依据网管要求进行设置。只注意网上的数据量，并不能确定TCP窗口值的大小。必须了解连接使用的最大段大小，因为TCP的延迟接收应答，算法规定必须收到两个完整的TCP包时才能发送接收应答。
　　实际上，缺省窗口大小应为MSS的4倍。如果接受窗口为MSS的2倍的话，发送端必须等待接收应答；如果接受窗口为MSS的4倍的话，发送者至少可以发送四个包，在头两个包的接收应答返回时，最后一个包刚刚发送。如果网络延迟较长时，接受窗口的大小应为MSS的6倍或8倍。
TCP窗口域只有16位，因此其最大值为65535。如果网络传输速度慢但有很大的容量，优化的窗口大小可能超过它，这时需要使用TCP窗口的高级选项。
TCP参数调整位置：
HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼Tcpip＼Parameters
1、    SackOpts
2、    TCP1323Opts
3、    TCPMaxDupAcks
4、    TCPWindowSize
HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼Tcpip＼Parameters\Interfaces
1、MTU

参考：TCP传输慢问题分析 - 知乎 (zhihu.com)

通过滑动窗口机制来控制接收窗口，表示着自己此刻还能接收多少字节的报文。当这个窗口太小，那发送方只能按照这个窗口去发送数据，整体下来传输速率就肯定会低很多。

RWND默认情况下占头部的16个bit，可以通过windows scaling 放大到32个bit。

2、发送方的CWND基本上是没办法具体确认的，它的变化遵循一系列大佬给定的算法和接受到的ACK有关，这些算法涉及到：慢启动、拥塞避免、拥塞发生、快速恢复。

来简单的说下上面四个过程，其中慢启动、拥塞避免差不多就如下所示：

• 慢启动是从一个叫初始CWND的数值开始增长，这个初始CWND可能是2，可能是3也可能是10，代表多少个MSS的大小。Linux后来的版本里默认的初始值是10。
• 慢启动过程中，发送方不断的接受到确认的ACK，在每经历一个RTT时间后CWND呈指数增长。所以虽然刚开始只有几个报文可以发送，但是指数的增长提速很快。
• 慢启动到了一定的大小（ssthresh）就开始进入拥塞避免阶