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  • s6-7 TCP 传输策略

    TCP 传输策略

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    防止黏包现象的出现

    当窗口数为 0 时,发送者不能正常发送数据段,除非:
    -Urgent数据。比如,用户想杀掉远端机器上的进程的时候,可以发送数据
    -发送者可以发送一个字节的数据段,以便让接收者再次发送期待接收的字节号和窗口数(避免死锁)

    考虑一个指向某交互式编辑器(远程)的TELNET 连接,该编辑器对用户的每次击键都作出响应,在最坏的情况下:
    当用户敲入一个字符的时候,被送到传输实体,创建一个21字节的数据段,在传到网络层,变成了41字节的IP分组
    接收方(运行着编辑器的远端机)收到这个信息后,会立发送一个40字节的确认分组 (20字节的 TCP段头和20字节的IP头)

    随后,当编辑器读取出这个字节,TCP实体发送一个窗口更新, 这个分组也是40字节
    最后,当编辑器处理了这个字符,它发送一个41字节的分组作为该字符的回显
    总共累计起来,对于每个敲入的字符,需要至少 162 字节的带宽(还没有考虑到链路层的开销),发送4个数据段。

    远程交互telnet的最坏情形图示

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    怎样优化接收端
    接收端可以推迟500ms发送确认分组和窗口更新窗口,以便可以免费搭载在处理后的回显分组内(free ride)

    怎样优化发送端
    Nagle's algorithm (1984):
    - 当数据以一次一字节的速度到达的时候,只发送第一个字节,然后将后续的字节缓存起来,直到发出的字节得到确认
    - 将缓存起来的字节在一个数据段中发出,再继续缓存,直到发出的数据得到确认
    - Nagle算法在很多TCP上实现,但是有些时候最好禁用,比如: 当一个X-Windows应用在互联网运行的时候,鼠标的移动事件必须发送给远程计算机,把这些移动事件收集起来一批一 批发送出去,使得鼠标的移动极不连贯

    Nagle’s 算法图示

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    傻瓜窗口综合症

    另一个使TCP性能退化的问题是傻瓜窗口综合症(silly window syndrome problem):当有大块数据被传递给发送端TCP实体,
    但接收端的交互式应用每次只读取一个字节的时候,问题就来了

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    每次接收1字节

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     Clark解决方案 :阻止接收方发送只有1个字节的窗口更新,相反,它必须等待一段时间,当有了一定数量的空间之后再告诉发送方
     接收方可以可以维护一个内部缓冲,且阻塞上层应用的 READ 请求,直到它有大块的数据提供

    Clark解决方案

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    发送方和接收方

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    TCP传输的是全双工的字节流。
    TCP适配收发双方的数据流量
    -Window size
    TCP还需要效率
    -发方优化: Nagle’s algorithm
    -收方优化: Clark’s solution

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