滑动窗口协议,是TCP使用的一种流量控制方法。该协议允许发送方在停止并等待确认前可以连续发送多个分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认,因此该协议可以加速数据的传输。
概念
只有在接收窗口向前滑动时(与此同时也发送了确认),发送窗口才有可能向前滑动。
【发送窗口:发送方已发送但尚未被确认的帧的序号队列的界限,其上下界分别为窗口的上下沿,上下沿的距离为窗口尺寸。】 收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动,因此这种协议又称为
滑动窗口协议。 当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时,就是
停止等待协议。
【停止等待协议(stop-and-wait)是最简单但也是最基础的数据链路层协议。很多有关协议的基本概念都可以从这个协议中学习到。】 当发送窗口大于1,接收窗口等于1时,就是
回退N步协议。 当发送窗口和接收窗口的大小均大于1时,就是
选择重发协议。 协议中规定,对于窗口内未经确认的分组需要重传。这种分组的数量最多可以等于发送窗口的大小,即
滑动窗口的大小n减去1(因为
发送窗口不可能大于(n-1),起码
接收窗口要大于等于1)。
工作原理
TCP协议在工作时,如果发送端的TCP协议软件每传输一个数据分组后,必须等待接收端的确认才能够发送下一个分组,由于网络传输的时延,将有大量时间被用于等待确认,导致传输效率低下。为此TCP在进行数据传输时使用了滑动窗口机制。
TCP滑动窗口用来暂存两台计算机间要传送的数据分组。每台运行TCP协议的计算机有两个滑动窗口:一个用于数据发送,另一个用于数据接收。发送端待发数据分组在
缓冲区排队等待送出。被滑动窗口框入的分组,是可以在未收到接收确认的情况下最多送出的部分。滑动窗口左端标志X的分组,是已经被接收端确认收到的分组。随着新的确认到来,窗口不断向右滑动。 TCP协议软件依靠滑动窗口机制解决
传输效率和
流量控制问题。它可以在收到确认信息之前发送多个数据分组。这种机制使得
网络通信处于忙碌状态,提高了整个网络的吞吐率,它还解决了端到端的通信流量控制问题,允许接收端在拥有容纳足够数据的缓冲之前对传输进行限制。在实际运行中,TCP滑动窗口的大小是可以随时调整的。收发端TCP协议软件在进行分组确认通信时,还交换滑动窗口控制信息,使得双方滑动窗口大小可以根据需要动态变化,达到在提高
数据传输效率的同时,防止拥塞的发生。 称窗口左边沿向右边沿靠近为
窗口合拢,这种现象发生在数据被发送和确认时。 当窗口右边沿向左移动时将允许发送更多的数据,称之为
窗口张开。这种现象发生在另一端的接收进程读取已经确认的数据并释放了TCP的接收缓存时。 当左边沿向右移动时,称为
窗口收缩。Host Requirements RFC强烈建议不要使用这种方式。但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。 如果左边沿到达右边沿,则称其为一个
零窗口。
注意事项
(1)发送方不必发送一个全窗口大小的数据。 (2)来自接收方的一个报文段确认数据并把窗口向右边滑动,这是因为窗口的大小是相对于确认序号的。 (3)窗口的大小可以减小,但是窗口的右边沿却不能够向左移动。 (4)接收方在发送一个ACK前不必等待窗口被填满。
参考:
TCP/IP详解 卷一:协议
自动重传请求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ) http://baike.baidu.com/view/407054.htm