深入论述三（4/6）：两种窗口的本质区别与 rwnd 生成机制

所属 Day：Day 1 从零编码 · 更新时间：2026-08-21（从 theory-mss-nagle-cwnd.md 拆分，内容零丢失） 本系列：深入论述三索引 上一篇：3/6 双窗口递进序列图 下一篇：5/6 cwnd 四阶段与拥塞控制算法

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一、两种窗口的本质区别

cwnd 和 rwnd 虽然都叫"窗口"，但创建者、控制逻辑、和目的完全不同：

维度	cwnd（拥塞窗口）	rwnd（接收窗口）
谁维护	发送端（内部变量，不对端不可见）	接收端（通过 ACK 的 Window 字段告知对端）
目的	防止发送端注入过多数据 → 网络拥塞	防止接收端缓冲区溢出 → 数据丢失
初始值	10 MSS (RFC 6928)	接收缓冲区大小（受 sk_rcvbuf 控制）
变化触发	收到 ACK（增长） / 丢包（缩减）	缓冲区空间变化（数据到达减少，read() 释放增加）
增长方式	慢启动：指数；拥塞避免：线性	随 read() 释放空间即时恢复
缩减方式	丢包 → cwnd /= 2（超时 → cwnd = 1）	数据到达 → rwnd 减少（等 read() 释放再恢复）
最坏情况	cwnd = 1 MSS（超时重传后重新开始）	rwnd = 0（零窗口，发送端完全停止）
对端可见？	否（发送端私有）	是（每个 ACK 都携带）
内核参数	tcp_init_cwnd, tcp_congestion_control	net.core.rmem_default/max, net.ipv4.tcp_rmem

关键区别：cwnd 是发送端单方面做的"自律"——它在没有外部指令的情况下，自己决定"我不发那么快，怕网络受不了"。rwnd 是接收端主动通告的"指令"——"我这里只有这么多空位了，你别发了"。两者合在一起：发送端自己能发多少自己说了算（cwnd），但对面说停就得停（rwnd）。

二、rwnd 的生成机制：从内核缓冲区到 ACK 窗口字段

rwnd 不是凭空出现的数字，它来源于接收端内核中 tcp_sock 维护的接收缓冲区：

rwnd 的三个决定因素：

因素	内核参数	说明
总缓冲区大小	net.ipv4.tcp_rmem[2]（default 默认值，max 最大值），SO_RCVBUF（per-socket）	决定了 rwnd 的上限
已占用空间	sk_receive_queue 中所有 skb 的 truesize 总和	已到达但未被 read() 取走的数据
窗口缩放因子	三次握手协商的 wscale（0~14）	rwnd_actual = ACK.window × 2^wscale

rwnd 的动态变化节奏：

数据到达 → recv_buf 占用增加 → rwnd 减小
                              ↑ 通告给发送端（下一个 ACK）
应用 read() → recv_buf 释放 → rwnd 增大
                              ↑ 通告给发送端（窗口更新）

零窗口（rwnd=0）的处理：当接收缓冲区满时，接收端通告 rwnd=0。发送端进入"零窗口探针"模式——每隔一段时间发一个 1 字节的探测段（window probe），检查接收端是否恢复了空间。这个机制防止了"接收端 read() 后通告了窗口更新但该 ACK 丢包 → 死锁"的情况。

一句话总结：cwnd 是发送端防网络拥塞的"自律"（对端不可见、丢包砍半、超时归 1），rwnd 是接收端防缓冲区溢出的"通告"（每个 ACK 携带、随 read() 释放恢复、满了归零）；rwnd 实际值 = tcp_rmem 上限 − 接收队列占用 − 预留给开销，再经 wscale 缩放后写入 ACK。