TCP报文窗口字段介绍

在TCP报文头部，有一个16比特的窗口字段，用来表示接受方的缓冲区大小，发送方可以根据这个值的大小来调节发送的数据量，从而起到流控的目的。

TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供 。窗口大小为字节数 ，起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端期望接收的字节。窗口大小是一个16 bit字段，因而窗口大小最大为65535字节。

窗口大小对性能的影响

TCP基于通告窗口大小的机制，运行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。TCP传输速率和窗口大小成正相关，在某些情况下，提高窗口大小能够提高传输速率。但TCP窗口大小只有16bit，最大表示65535字节，对当前千兆接口已经是标配，在数据中心对服务器上开始部署10G接口的现实情况下，65535字节的窗口显然是不够的。

窗口扩大因子

TCP头部的最后一个选项字段(options)是可变长的可选信息。这部分最多包含40字节。RFC 7323 TCP Extension for High Performance中对相关选项进行了详细介绍，更详细信息可参考这个文档。

常见对TCP选项有7种，其中kind=3是窗口扩大因子选项。TCP连接初始化时，通信双方使用该选项来协商接收通过的窗口扩大因子。假设TCP头部中的通告窗口大小为N，窗口扩大因子(位移数)是M，那么TCP报文段的实际接收通告窗口大小为：N * (2 ** M)。M的取值范围为0 ～ 14。这样的话，通告窗口最大约为1GB，能够满足大部分应用的需求。

Linux下如何使能窗口扩大因子

从Linux内核2.6.8以后，TCP窗口扩大因子功能缺省是使能的。可以通过下面的命令来查看和设置：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling

参考资料

TCP/IP详解，卷一，第1版

RFC 7323 TCP Extension for High Performance

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