C#滑动窗口协议的软件设计与实现(3)
TCP协议软件通过滑动窗口机制解决传输效率和流量控制的问题，它可以在收到确认信息前发送多个数据分组。这种机制使得网络处于忙碌状态，提高了整个网络的收发率，它还解决了端到端通信流量的控制问题，允许接收端在拥有足够数据的缓冲前对传输进行限制。在实际的运行中，TCP滑动窗口的大小是可随时调整的。收发端TCP协议软件在进行分组通信确认时，还需要交换滑动窗口控制信息，使双方滑动窗口的大小可以根据需要动态变化，以达到既能提高数据传输效率，又能防止拥塞的发生的效果。
通常称窗口左边沿向右边沿靠近的现象为窗口合拢，这种现象发生在数据被发送和确认时。而当窗口右边沿向左移动时会允许发送更多的数据，称之为窗口张开，这种现象发生在另一端的接收进程读取已经确认的数据并释放了TCP的接收缓存时。当左边沿向右移动时，称为窗口收缩，Host Requirements RFC强烈建议不要使用这种方式，但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。如果左边沿到达右边沿，则称其为一个零窗口。
2．2 滑动窗口算法
滑动窗口算法的工作过程如下：
首先，发送方为每1帧赋一个序号（sequence number），记作SeqNum。我们先忽略SeqNum是由有限大小的头部字段实现的事实，而假设它能够无限的增大。发送方文护3个变量：发送窗口大小（send window size），记作SWS，给出发送方能够发送但未确认的帧数的上界；最近收到的确认帧（last acknowledgement received）的序号，记作LAR；最近发送的帧（last frame sent）的序号，记作LFS。发送方还应符合不等式：LAR-LFS≤SWS。示意图如下图4：
图4 滑动窗口算法的时间线
当一个确认到达时，发送方就会向右移动LAR，并允许发送方发送下一帧。此时，发送方为所发的每个帧都设置一个定时器，如果在ACK到达之前定时器超时，则将要重发此帧。注意：发送方必须最多存储SWS个帧，因为在它们得到确认之前必须准备重新发送。接收方文护下面3个变量：接收窗口大小（receive window size），记作RWS，给出接收方所能接收的无序帧数目的上界；可接收帧（largest acceptable frame）的序号，记作LAF；最近收到的帧（last frame received）的序号，记作LFR。接收方也要符合不等式：LFS-LAR≤SWS。示意图如下图5：
图5 接收方的滑动窗口
当一个具有顺序号SeqNum帧到达时，接收方会采取如下行动：当SeqNum≤LFR或SeqNum> LAF时，帧不在接收窗口内，于是被丢弃；当LFR＜SeqNum≤LAF时，帧在接收窗口内，于是被接收。现在接收方需判定是否发送一个ACK。设SeqNum To ACK表示未被确认帧的最大序号，那么序号小于或等于SeqNum To ACK的帧都已收到。即使已经收到更高序号的分组，接收方仍确认SeqNum To ACK的接收。这种确认被称为累积的（cumulative）。然后它设置LFA = SeqNum To ACK，并作出调整满足公式：LFA = LFR + RWS。
因此窗口协议算法具有三个功能：
（1）、在不可靠链路上可靠地传输帧；
（2）、保持帧的传输顺序；
（3） 、支持流量控制。
3 开发设计环境
3.1 Microsoft Visual Studio 2010
Microsoft Visual Studio 2010是微软公司推出的开发环境。是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。Microsoft Visual Studio 2010版本于2010年4月12日上市，其集成开发环境（IDE）的界面被重新设计和组织，变得更加简单明了。Microsoft Visual Studio 2010同时带来了NET Framework 4.0、Microsoft Visual Studio 2010 CTP( Community Technology Preview--CTP)，并且支持开发面向Windows 7的应用程序。除了Microsoft SQL Server，它还支持IBM、DB2和Oracle数据库。