TCP 是否可以扩展到快速网络？

Question

似乎最大 TCP 接收窗口大小为 1GB（使用缩放时）。因此，仍然可以用一个连接填充 100Gb 管道的最大 RTT 是 40ms（因为 2 * 40E-3 * 100E9 / 8 = 1GB）。这会将这种通信速度限制在 IRO 10000 公里的距离内。

另一个扩展问题似乎是 32 位序列号无法防止延迟超过 400 毫秒的重复数据包（因为它们在该时间量内回绕）。它们还将窗口大小限制为 2GB（因为它们需要在发送者和接收者窗口之间拆分）。

三个问题：

我知道 TCP 时间戳可以帮助解决序列号问题，但我想知道这是否是一个恰好有帮助但实际上是为其他目的而设计的功能。另外，我不明白时间戳实现了什么，这不能简单地通过增加用于序列号的位数来实现。

我不明白为什么最大接收窗口只有 1GB，而不是 2GB，而当前的标头可能很容易实现。

最后，我想知道 TCP 是否已经可以很好地扩展，可以在即将推出的那种链接上使用。

非常感谢。

Answer 1

您所说的 TCP 功能是在 1990 年代初期的 RFC 1323 中指定的。 RFC 中的讨论文本证明了您遇到的限制：

• 序列号出现在TCP segment header 的中间，如果没有不兼容的更改，就无法延长。
• 使用时间戳允许协议同时测量往返时间并防止包装序列号。增大序列号不会提供有关往返时间的任何信息。
• 您需要时间戳才能准确测量往返时间。在没有时间戳的情况下测量往返时间是一个采样问题，如果每个窗口出现超过 1 个错误，采样就会由于混叠而无法解决。
• 1 GB 的接收窗口是可以在整个连接中保持同步的最大窗口。 RFC 对其进行了解释以及可以做到的程度：

TCP determines if a data segment is "old" or "new" by testing
whether its sequence number is within 2**31 bytes of the left edge
of the window, and if it is not, discarding the data as "old".  To
insure that new data is never mistakenly considered old and vice-
versa, the left edge of the sender's window has to be at most
2**31 away from the right edge of the receiver's window.
Similarly with the sender's right edge and receiver's left edge.
Since the right and left edges of either the sender's or
receiver's window differ by the window size, and since the sender
and receiver windows can be out of phase by at most the window
size, the above constraints imply that 2 * the max window size
must be less than 2**31, or

   max window < 2**30

正如前面提到的Jonathon，这些限制是针对每个 TCP 连接的。很难想到单个应用程序可以达到单个 TCP 连接的限制的情况，更难想到应用程序无法在需要时打开其他连接的情况。