读书笔记之网络
作者：互联网
1.因为B根据自己的子网掩码，计算出A属于不同子网，跨子网通信需要默认网关的转发。而要和默认网关通信，就需要获得其MAC地址。B收到了A发出的ARP广播，这个广播查询的是B的MAC地址。这是因为在A看来，B属于相同子网，同子网通信无需默认网关的参与，只要通过ARP获得对方MAC地址就行了。这个包也表明默认网关成功地把B发出的ping请求转发给A了，否则A不会无缘无故尝试和B通信。B回复了A的ARP请求，把自己的MAC地址告诉A。这说明B在执行ARP回复时并不考虑子网。虽然ARP请求来自其他子网的IP，但也照样回复。B先把ping请求交给默认网关，默认网关再转发给A。而A收到请求后直接把ping回复给B
2.应用层：这一层的详细信息，会发现它只专注于文件操作，比如读或者写，而对于数据传输一无所知。
• 传输层：这一层用到了TCP 协议。应用层所产生的数据就是由TCP来控制传输的。点开TCP层前的“+”号，我们可以看到Seq号和Ack号等一系列信息，它们用于网络包的排序、重传、流量控制等。虽然名曰“传输层”，但它并不是把网络包从一个设备传到另一个，而只是对传输行为进行控制。真正负责设备间传输的是下面两层。TCP是非常有用的协议，也是本书的重点。
• 网络互连层（网络层）：在这个包中，本层的主要任务是把TCP层传下来的数据加上目标地址和源地址。有了目标地址，数据才可能送达接收方；而有了源地址，接收方才知道发送方是谁。
• 网络接口层（数据链路层）：从中可以看到相邻两个设备的MAC地址，因此该网络包才能以接力的方式送达目标地址。
理解了分层的基本概念，我们再来看看复杂一点的情况。如果这个写操作比较大, 变成8192字节，TCP层又该如何处理？是否也是简单地加上TCP头就交给网络互连层（网络层）呢？答案是否定的。因为网络对包的大小是有限制的，其最大值称为MTU，即“最大传输单元”。大多数网络的MTU是1500字节，但也有些网络启用了巨帧（Jumbo Frame），能达到9000字节。一个8192字节的包进入巨帧网络不会有问题，但到了1500字节的网络中就会被丢弃或者切分。被丢弃意味着传输彻底失败，因为重传的包还会再一次被丢弃。而被切分则意味着传输效率降低。由于这个原因，TCP不想简单地把8192 字节的数据一口气传给网络互连层，而是根据双方的MTU决定每次传多少。知道自己的MTU容易，但对方的MTU如何获得呢？如图5所示，在TCP连接建立（三次握手）时，双方都会把自己的MSS（Maximum Segment Size）告诉对方。MSS加上TCP头和IP头的长度，就得到MTU了。
3.为什么要用三个包来建立连接呢，用两个不可以吗？其实也是可以的，但两个不够可靠。我们可以设想一个情况来说明这个问题：某个网络有多条路径，客户端请求建立连接的第一个包跑到一条延迟严重的路径上了，所以迟迟没有到达服务器。因此，客户端只能当作这个请求丢失了，不得不再请求一次。由于第二个请求走了正确的路径，所以很快完成工作并关闭了连接。对于客户端来说，事情似乎已经结束了。没想
到它的第一个请求经过跋山涉水，还是到达了服务器。如图10所示，服务器并不知道这是一个旧的无效请求，所以按照惯例回复了。假如TCP只要求两次握手，服务器上就这样建立了一个无效的连接。而在三次握手的机制下，客户端收到服务器的回复时，知道这个连接不是它想要的，所以就发一个拒绝包。服务器收到这个包后，也放弃这个连接。
4.发送方的发送窗口是受接收方的接收窗口和网络影响的。发送窗口决定了一口气能发多少字节，而MSS决定了这些字节要分多少个包发完。举个例子，在发送窗口为16000字节的情况下，如果MSS是1000字节，那就需要发送16000/1000=16个包；而如果MSS等于8000，那要发送的包数就是16000/8000=2了。
5.网络之所以能限制发送窗口，是因为它一口气收到太多数据时就会拥塞。拥塞的结果是丢包，这是发送方最忌惮的。能导致网络拥塞的数据量称为拥塞点，发送方当然希望把发送窗口控制在拥塞点以下，这样就能避免拥塞了。无论是慢启动还是拥塞避免阶段，拥塞窗口都在逐渐增大，理论上一定时间之后总会碰到拥塞点的。从发出原始包到重传该包的这段时间称为RTO。重传之后的拥塞窗口是否需要调整呢？非常有必要，为了不给刚发生拥塞的网络雪上加霜，RFC建议把拥塞窗口降到1个MSS，然后再次进入慢启动过程。这一次从慢启动过渡到拥塞避免的临界窗口值就有参考依据了。RFC 5681则认为应该是发生拥塞时没被确认的数据量的1/2，但不能小于2个MSS。比如说发了19个包出去，但只有前3个包收到确认，那么临界窗口值就被定为后16个包携带的数据量的1/2。不难想象，超时重传对传输性能有严重影响。原因之一是在RTO阶段不能传数据，相当于浪费了一段时间；原因之二是拥塞窗口的急剧减
小，相当于接下来传得慢多了。
6.有时候拥塞很轻微，只有少量的包丢失。还有些偶然因素，比如校验码不对的时候，会导致单个丢包。这两种丢包症状和严重拥塞时不一样，因为后续有包能正常到达。当后续的包到达接收方时，接收方会发现其Seq号比期望的大，所以它每收到一个包就Ack一次期望的Seq号，以此提醒发送方重传。当发送方收到3个或以上重复确认（Dup Ack）时，就意识到相应的包已经丢了，从而立即重传它。这个过程称为快速重传。之所以称为快速，是因为它不像超时重传一样需要等待一段时间。为什么要规定凑满3个呢？这是因为网络包有时会乱序，乱序的包一样会触发重复的Ack，但是为了乱序而重传没有必要。由于一般乱序的距离不会相差太大，比如2号包也许会跑到4号包后面，但不太可能跑到6号包后面，所以限定成3个或以上可以在很大程度上避免因乱序而触发快速重传
7.NewReno在丢包量很大的时候，就需要花费多个RTT（往返时间）来重传所有丢失的包。接收方在Ack 2号包的时候，顺便把收到的包号告诉发送方。因此发送方对丢包细节了如指掌，在快速重传了2号包之后，它可以接着传3号，然后再传9号包。这个非常直观的方案称为SACK
8.• 没有拥塞时，发送窗口越大，性能越好。所以在带宽没有限制的条件下，应该尽量增大接收窗口，比如启用Scale Option（Windows上可参考KB 224829）。
• 如果经常发生拥塞，那限制发送窗口反而能提高性能，因为即便万分之一的重传对性能的影响都很大。在很多操作系统上可以通过限制接收窗口的方法来减小发送窗口，Windows上同样可以参考KB 224829。
• 超时重传对性能影响最大，因为它有一段时间（RTO）没有传输任何数据，而且拥塞窗口会被设成1个MSS，所以要尽量避免超时重传。
• 快速重传对性能影响小一些，因为它没有等待时间，而且拥塞窗口减小的幅度没那么大。
• SACK和NewReno有利于提高重传效率，提高传输性能。
• 丢包对极小文件的影响比大文件严重。因为读写一个小文件需要的包数很少，所以丢包时往往凑不满3个Dup Ack，只能等待超时重传了。而大文件有较大可能触发快速重传。
9.延迟确认策略的原理是：如果收到一个包之后暂时没什么数据要发给对方，那就延迟一段时间（在Windows上默认为200毫秒）再确认。假如在这段时间里恰好有数据要发送，那确认信息和数据就可以在一个包里发出去了。延迟确认并没有直接提高性能，它只是减少了部分确认包，减轻了网络负担。有时候延迟确认反而会影响性能。Nagle算法的原理是：在发出去的数据还没有被确认之前，假如又有小数据生成，那就把小数据收集起来，凑满一个MSS或者等收到确认后再发送。和延迟确认一样，Nagle也没有直接提高性能，启用它的作用只是提高传输效率，减轻网络负担。在某些场合，比如和延迟确认一起使用时甚至会降低性能。
10.ddos分布式拒绝服务攻击最流行的就是基于三次握手的syn flood，其原理是从大量主机发送syn请求给服务器，假装要建立tcp链接，这些syn请求可能含有假的原地址，所以服务器响应后永远收不到ack，救护留下half-open状态的tcp链接，由于每个tcp链接都会消耗一定的系统资源，如果攻击足够猛烈，此类链接越来越多，服务器的资源就会被耗光，真正的用户访问也会被拒绝，可以识别后reset握手请求
标签：发送窗口,重传,读书笔记,MSS,网络,TCP,拥塞 来源： https://blog.csdn.net/ph3636/article/details/100060269