17-TCP 协议（迟到的 ACK —— Windows ）

1. 引言

我们知道，TCP 协议中，需要对接收到 TCP 段进行确认。有两种方式可以减少 TCP 报文段. 一种是累积确认，另一种是捎带确认。

• 累积确认

有时候，发送方发送速度非常快，接收方一下下接收到了好几个 tcp 段，可以通过累积确认的方式，一次确认好几个 tcp 段，这样减少报文段的传输。

• 捎带确认

有时候，双方互相发送数据，当接收到对方的 tcp 段后，先不着急确认，而是等待一会儿，连同数据和 ack 一起发送过去，这种情况叫捎带确认。如果等了一会儿（到时间了），接收方还没有数据要发送，那就直接回复一个纯 ack 过去，这样的 ack 称为延时的 ack（Delayed ACK）.

本文就来看一下，操作系统是如何进行时延确认的。

2. 实验

本节实验，我们使用新的客户端 echo_client.cpp 和 新的服务器 echo_serv.c.

• 客户端：unp/protocol/tools/winclient/echo_client.cpp，部署在 Windows 上。
• 服务器：unp/protocol/tools/tcpserver/echo_serv.cpp，部署在 Linux 上。

echo_serv 的功能是将接收到数据回射回去。echo_client 的功能是从键盘接收字符，每接收到一个字节就立即发送出去。

当 echo_client 连接到 echo_serv 的时候，在键盘上键入字符，echo_client 会将键入的字符立即发送到服务器，然后服务器将收到的字符回送回来。echo_client 接收到回送的字符后，将其打印到屏幕。

特别注意的是，echo_client 启动后，从键盘键入字符，是不会显示在屏幕上的。这个功能是由函数 getch 完成的，如果不太明白，建议先 baidu or google 一下这个函数。

2.1 实验步骤

• Linux 端启动 echo_serv

$ echo_serv 192.168.80.130 8000

• Windows 端打开 OmniPeek 进行抓包，然后启动 echo_client

$ echo_client 192.168.80.130 8000

然后分别键入 loveq 这五个字符，一定记得，是五个字符，最后一个字符 q 不要丢了！！！

图1 键入 loveq

可以看到显示了 love，因为这四个字符是服务器发送回来的。而键入的 q 直接导致了客户端退出。

2.2 抓包结果

图2 抓到的数据包

先来分析一下，4 号数据包，客户端给服务器发送了字符 l，服务器直接回送了 5 号数据包 ack. 详细情况见图 3.

注：数据包序号标注有点问题，不要以图 2 最左右的序号来看，实际序号就是从 1 开始，即 packet 2 实际上是 1 号，packet 8 实际上是 4 号数据包。

图3 延时的 ACK

然后，服务器紧接着又将收到的数据发给了客户端（6号包）。

7 号包对服务器发来的 6 号包进行确认.

此后，我们看到所有客户端对服务器回显的数据进行确认，都是只有 ack 而没有携带数据，因为你在输入l、o、v、e 的时候很慢很慢的，客户端等不及你输入数据就先把 ack 发过去了。

客户端有没有等你的数据呢？实际上是有的，看图 2 中红框，这个 Delta Time 表示相对上一个数据包的时间，我们可以发现这个时间基本上都是 200 ms 左右。

也就是说，如果 tcp 在等待了约 200ms 左右，还是没有数据要发送，就把这个 ack 单独发送出去了。（win10 系统测试现在是 40ms）。

以上是 windows 表现的结果，在 Linux 中又是另一番景象，下回分解。

3. 总结

• 什么是时延 ACK
• Windows 是如何实现的