TCP的接收窗口与发送窗口详解 描述 TCP的接收窗口（RWND）与发送窗口（SWND）是TCP流量控制与可靠传输的核心机制。接收窗口由接收方根据自身缓存空间动态通告，用于防止发送方过度发送数据导致接收方缓存溢出；发送窗口则由发送方根据接收窗口和网络拥塞状态（拥塞窗口，CWND）共同确定，实际限制发送速率。理解两者区别与协作关系，对掌握TCP性能优化至关重要。 知识点详解 1. 基本概念 接收窗口（RWND） ： 定义：接收方在TCP头部"窗口大小"字段中通告的值，表示当前可接收的数据量（字节数）。 作用：基于接收方应用层处理速度和缓冲区剩余空间动态调整，实现 端到端的流量控制 。 示例：若接收方缓冲区剩余30KB，则通过ACK包通告RWND=30KB，发送方需遵守此限制。 发送窗口（SWND） ： 定义：发送方实际允许发送但未确认的数据量上限，计算公式为： SWND = min(RWND, CWND) 其中CWND为拥塞窗口（由拥塞控制算法动态调整）。 作用：同时兼顾接收方处理能力与网络拥塞状况，避免数据丢失或拥塞加剧。 2. 工作流程与交互 步骤1：初始通信 接收方在TCP三次握手的ACK包中通告初始RWND（例如16KB）。 发送方根据RWND和初始CWND（如1个MSS）设置SWND，开始发送数据。 步骤2：动态调整RWND 接收方每收到数据，将数据存入缓冲区并等待应用层读取。 若应用层读取速度慢，缓冲区占用量增加，剩余空间（即RWND）减小。 接收方通过后续ACK包更新RWND值（例如减至8KB），发送方需立即调整SWND。 步骤3：零窗口处理 若接收方缓冲区满，RWND=0，发送方暂停发送。 为防止死锁，接收方在缓冲区有空闲后发送 零窗口探测包 （携带非零RWND），触发发送方恢复传输。 步骤4：SWND与CWND的协作 当网络拥塞时（如丢包），拥塞控制算法降低CWND，此时即使RWND很大，SWND仍受CWND限制（例如CWND=1MSS，RWND=64KB → SWND=1MSS）。 若RWND较小但网络通畅（CWND较大），SWND由RWND主导（例如CWND=50KB，RWND=10KB → SWND=10KB）。 3. 关键细节 窗口缩放选项（Window Scale） ： TCP头部窗口字段仅16位，最大RWND为64KB。为支持高速网络，在三次握手时通过Window Scale选项协商缩放因子（如左移8位，实际RWND=窗口值×256）。 糊涂窗口综合征（SWS） ： 问题：若接收方每次只通告微小RWND（如1字节），导致发送方传输大量小包，降低效率。 解决：接收方采用 David D. Clark算法 ，仅在缓冲区空间≥min(½缓冲区, MSS)时才更新RWND；发送方避免发送微小数据。 4. 实例分析 假设： 接收方缓冲区总大小50KB，初始空闲40KB（RWND=40KB）。 发送方CWND=30KB，MSS=1KB。 应用层每10ms读取2KB数据。 流程： 发送方SWND=min(40KB,30KB)=30KB，连续发送30个包（30KB）。 接收方缓冲区占满30KB，剩余空间10KB，通告RWND=10KB。 发送方调整SWND=10KB，继续发送10个包。 10ms后应用层读取2KB，接收方缓冲区空出2KB，但为避免SWS，等待空闲空间≥25KB（½缓冲区）或≥1MSS时才更新RWND。 总结 接收窗口（RWND）是接收方能力的体现，发送窗口（SWND）是发送方行为的实际约束。两者通过TCP头部窗口字段动态同步，并与拥塞窗口（CWND）协同实现流量控制与拥塞控制的平衡。理解其机制有助于分析网络延迟、吞吐量优化及缓冲区调优问题。