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TCP Flow Control

最近在学习《计算机网络》在TCP的Flow Control部分理解不太清楚，查阅了资料后有一些粗浅的理解，如有不准确的地方，请大佬指正。

参考资料
1.计算机网络
2.TCP Flow Control

TCP简述

TCP(Transmission Communication Protocol)是作用于传输层的常用协议，以网络层IP协议为基础，在不可靠的IP协议上提供了可靠的TCP协议，保证了数据传输的可靠性。
为了提供这样可靠的服务，TCP有各种复杂的机制，包括本文的Flow Control机制。

TCP传输机制

从应用层来的数据通过TCP，经过下层传到目的IP的TCP，再传到目的IP的应用层。
在TCP中，有缓冲区（buffer）用于储存未被处理，等待处理的数据，被称为接收缓冲区(receive buffer)。在传输数据时，若接收缓冲区已满，则不能再接收信息，不然会导致丢包，使传输不可靠。
Flow Control就是一种保证不在缓冲区已满的情况下发送端继续传输数据的机制。

滑动窗口

滑动窗口(Sliding Window)是提高TCP传输效率的办法，这种机制不仅仅被TCP采用，再其他各种协议中都有广泛的应用。
TCP若是每次只传一个数据包，等收到接收端的ACK再发送就显得效率太低。为此，使用滑动窗口，每次发送多个数据，即利用传输线路存储数据，会提高传送效率。

举一个例子，如果发送端要发送一个150000bytes的文件，TCP把它分成100个数据包，每个数据包1500bytes。
假设接收端的接收缓存区大小是45000bytes，所以window就可以是30个数据包大小。也就是说，在正常情况下，会有30个数据包在传输途中。当发送端收到接收端的最初的10个ACKs时，发送端就会把接下来的10个数据包发送出去。

Flow Control

以上是正常情况，然而，若是传输层传到应用层的速度过慢，则在传输层就会有排队，即数据包要被保存在接收缓冲区中，因此，接收缓冲区的空间就会变小，此时，在接收端发回给发送端的ACK中会标明缓冲区的剩余空间，以控制发送端减少发送数据以免数据包丢失。
举一个例子，同上，此时接收缓冲区中有10个数据包，即450000bytes中只剩下300000bytes。若此时发送端接收到了10个ACKs，表明现在线路上只有20个数据包，然而发送端也不会再发送数据包。
也就是说，满足以下不等式
最后发出的数据-最后接收到的ACK<=最后的ACK中标明的接收缓冲区剩余容量

计时器

然而，在此之上还有一个问题。
当接收缓存区没有空间时，如果接收端不发送ACK给发送端，或者ACK丢失了，那发送端永远不会知道什么时候再次发送数据包。
于是我们就陷入江局，接收端在等数据包，发送端没收到ACK不知道什么时候发数据包。
于是，当接收端收到一个标明接收缓存区不剩空间的ACK时，接收端就开始一个计时器(persist timer)，时不时地发一个小数据包去check是不是接收缓存区有空间了。

总结

1.Flow Control是一种确保发送端不会发送过多数据导致接收端buffer溢出而丢包的机制。
2.每个ACK里都会标明现在buffer中的剩余空间。
3.接收端窗口的长度就是接收缓冲区的空余空间。
4.当接收缓冲区无剩余空间，发送端就停止发送数据包，开始计时。
5.开始计时后，发送端会间断地发送小数据包以确认缓冲区是否有空位。