Loopback接口-tcp滑动窗口-tcp拥塞窗口

 

三个网络概念引出的问题(Loopback接口，TCP滑动窗口，TCP拥塞窗口)

以下文字大部分来自《TCP/IP协议详解》一书，这里记录下，好今后做参考。

1.Loopback接口

      大多数系统把IP地址127.0.0.1分配给这个接口，并命名为localhost。一个传给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现，

只能用于本机进程间通信。

      我曾经错误地以为：一旦传输层检测到目的端地址是环回地址时，应该可以省略部分传输层和所有网络层的逻辑操作。

但是大多数的产品还是照样完成传输层和网络层的所有过程，只是当IP数据报离开网络层时把它返回给自己。

 

 

图中需要指出的关键点是：
1)传给环回地址的任何数据均作为IP输入。
2)传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。这是因为广播传送和多播传送的

定义包含主机本身。
3)任何传给该主机IP地址的数据均送到环回接口。

      看上去用传输层和IP层的方法来处理环回数据似乎效率不高，但它简化了设计，因为环回接口可以被看作是

网络层下面的另一个链路层。网络层把一份数据报传送给环回接口，就像传给其他链路层一样，只不过环回接口把

它返回到IP的输入队列中。

2.滑动窗口

     这个术语我读书的时候没弄懂，看了《TCP/IP协议详解》才懂。
      滑动窗口协议是传输层进行流控的一种措施，接收方通过通告发送方自己的窗口大小，从而控制发送方的发送速度，

从而达到防止发送方发送速度过快而导致自己被淹没的目的。

      对ACK的认识，是指接收端已经收到ACK(此处指ACK这个数字)以前的所有桢。如ACK=1025,说明接收端已经收到1-1024。

 

 

 

      1)在这个图中，我们将字节从1至11进行标号。

      2)接收方通告的窗口称为通告窗口(Offered window)，它覆盖了从第4字节到第9字节的区域，表明接收方已经确认了

包括第3字节在内的数据，且通告窗口大小为6。

     3)我们知道窗口大小是与确认序号(ACK)相对应的。发送方计算它的可用窗口，该窗口表明多少数据可以立即被发送。

当接收方确认数据后，这个滑动窗口不时地向右移动。

     4)窗口两个边沿的相对运动增加或减少了窗口的大小。我们使用三个术语来描述窗口左右边沿的运动：

       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。

       当窗口右边沿向右移动时将允许发送更多的数据，我们称之为窗口张开。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。 
        当右边缘向左移动时，称之为窗口收缩。

3.拥塞窗口

      TCP支持一种被称为“慢启动(slow start)”的算法。该算法通过观察到新分组进入网络的速率应该与另一端返回确认

的速率相同而进行工作。

      慢启动为发送方的TCP增加了另一个窗口：拥塞窗口(congestion window)，记为cwnd。当与另一个网络的主机建

立TCP连接时，拥塞窗口被初始化为1个报文段（即另一端通告的报文段大小）。每收到一个ACK，拥塞窗口就增加一个

报文段（cwnd以字节为单位，但是慢启动以报文段大小为单位进行增加）。发送方取拥塞窗口与通告窗口中的最小值

作为发送上限。拥塞窗口是发送方使用的流量控制，而通告窗口则是接收方使用的流量控制。

      发送方开始时发送一个报文段，然后等待ACK。当收到该ACK时，拥塞窗口从1增加为2，即可以发送两个报文段。

当收到这两个报文段的ACK时，拥塞窗口就增加为4。这是一种指数增加的关系。

4.Linux下TCP/IP参数调优

     就是这样的参数，害的我当时面试sohu的时候被鄙视，面得是一个网管员职位，主要是管理web server，规模特大。

     在这方面积累不够，今后也不打算深入，毕竟更喜欢开发。

     在/proc/sys/net/ipv4/目录下，包含的是和tcp/ip协议相关的各种参数。

     其中：

     tcp_window_scaling ：INTEGER
     缺省值为1
     该文件表示设置tcp/ip会话的滑动窗口大小是否可变。参数值为布尔值，为1时表示可变，为0时表示不可变。

tcp/ip通常使用的窗口最大可达到 65535 字节，对于高速网络，该值可能太小，这时候如果启用了该功能，

可以使tcp/ip滑动窗口大小增大数个数量级，从而提高数据传输的能力(RFC 1323)。

（对普通地百M网络而言，关闭会降低开销，所以如果不是高速网络，可以考虑设置为0）

4.问题：Loopback接口下的通告窗口与拥塞窗口

  我记得有天公司老板问我们，你们的程序用loopback来进行进程间通信，是否因为窗口同时被client和server占用，

要考虑扩大窗口？现在看来不用，因为对linux，tcp_window_scaling默认是打开的。

 

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