最近整理桌面,发现一个尘封的笔记本,顺手翻了翻,发现之前在一个无聊的会议中随手写下的思考笔记,觉得可能对大家有用,我把它分享出来。
这个笔记叫《论滑动窗口》。
以下是笔记全文:
流量控制,就是慢接收方控制快发送方的发送速率。传输控制为什么需要流量控制呢?一般来说,是因为已接收的数据,由于上层应用没有及时取用,这些数据会占用接收缓存,因此接收方需要及时地通知发送方,“您老给我发慢点,我快收不过来了……”
接收方通知发送方的方式,就是通告一个接收窗口RWND(receive window)。接收窗口只计算当前接收缓存中连续的包占据的缓存,不关心接收端收到但不连续的包占据的缓存。 这是现象,同进也反映了TCP流量控制的设计原理。
那就是,TCP允许接收方反悔(后来,我翻看QUIC的设计才知道,英文叫Reneging),也就是说,接收方收到某个报文后,可以丢掉,因此,即使有些包已经在接收方的缓存中了,如果这些包不连续,则发送方也无法释放其占用的发送缓存。因此,发送方在数据被“确认”之前,都无法释放发送缓存。这里所说的确认,并不包含SACK中报告的已接收的block,因为即使SACK报告了这些已接收的包,发送方也不会释放这些缓存。不释放缓存,在滑动窗口上的体现,就是滑动窗口无法滑动。因此,TCP中的unack,实际上包括了接收方已收到,但不连续的包。
这就是TCP滑动窗口设计的“原罪”!换句话说,TCP需要滑动窗口机制的原因,就是因为它的Reneging设计。这些设计,会导致丢包时,如果接收方迟迟无法收到行头的报文,就会导致滑动窗口无法滑动,产生行头阻塞(Head-of-Line Blocking)现象。
如果不允许接收方反悔的(No Reneging),收到就是收到,发送方的发送缓存可以释放。因此,这些新协议并不需要滑动窗口设计,取而代之的,是一种缓存管理的机制。具体地说,就是只要接收方报告了接收缓存中收到了哪些数据包,不论这些包是否是连续的,发送方的缓存中都可以把这些包占用的缓存释放掉。
这里,就已经没有“滑动”这样的动作了!!!由于滑动窗口机制导致的行头阻塞问题不就迎刃而解了吗?
这篇笔记的背景,是我当时正在设计自研的私有协议(TACK),我当时认为流量控制还可以有另一种设计方式,即No Reneging,后来我发现QUIC协议也是No Reneging的。只能不谦虚地说一句,人类前进的步伐有大有小,但是方向总是惊人的一致。
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