4.2. Заголовок TCP
Обсуждение сжимаемости полей TCP заимствовано из RFC 1144 [22]. Однако условия компрессии несколько отличаются, а используемые протоколы изменились.
4.2.1. Порядковый номер
Понимание поведения порядковых номеров и номеров подтверждений имеет важное значение для схем сжатия TCP. На простейшем уровне поведение порядковых номеров можно объяснить достаточно легко. Однако имеется ряд осложняющих факторов, которые также следует рассмотреть.
Для последовательно передаваемых пакетов порядковые номера будут увеличиваться для каждого пакета на величину от 0 до верхнего предела, определяемого значением MSS (Maximum Segment Size) и, если этот механизм используется, Path-MTU discovery.
Существуют общепринятые значения MSS, но они могут изменяться в значительных пределах и непредсказуемыми для любого конкретного потока. С учетом этого факта и широкого диапазона размеров окна для представления порядковых номеров сложно (по сравнению с RTP, например) выбрать «одно решение на все случаи жизни».
Отметим, что увеличение порядковых номеров пакетов определяется размером данных в этом пакете (включая флаги SYN и FIN). Естественно, существуют точные соотношения, которые RFC 1144 [22] использует для сжатия порядковых номеров в наиболее эффективном случае. Этот метод не применим напрямую для устойчивых к ошибкам систем, но рассмотреть его полезно.
Однако в любой точке пути (например, там, где может быть развернута система компрессии) порядковые номера могут оказаться в любой точке окна TCP. Это зависит от множества параметров (размер буфера на стороне отправителя, анонсированный получателем размер буфера, алгоритм контроля насыщения TCP). Потеря пакетов или повтор передачи также могут вызывать флуктуации порядковых номеров в пределах этого окна.
Желательно иметь возможность предсказания порядковых с некоторой регулярностью. Однако сделать это сложно. Например, при передаче большого объема данных порядковые номера имеют тенденцию увеличения на величину MSS для каждого пакета (если предположить отсутствие потерь). Параметры вышележащих уровней также могут оказывать влияние — поведение порядковых номеров может повторяться с интервалом 8 кбайт — 5 сегментов по 1460 байтов, за которыми следует 1 сегмент размером 892 байта. Реализация TCP и управления буферами в стеке протоколов могут воздействовать на поведение порядковых номеров.
Система компрессии может отслеживать размер окна TCP, что позволяет ограничить размер этих переходов.
Для интерактивных потоков (например, telnet), порядковые номера будут увеличиваться на небольшие и нерегулярные значения. В этом случае обычно применим алгоритм Nagle [3], объединяющий по возможности мелкие пакеты для снижения объема служебного трафика (заголовков). Это может также вести к тому, что предсказать изменение порядковых номеров станет сложнее. Алгоритм Nagle предназначен для оптимизации и его не требуется использовать (приложения могут отключать этот алгоритм). Однако он включен по умолчанию во всех популярных реализациях TCP.
Отметим также, что флаги SYN и FIN (которые будут подтверждаться) также занимают 1 байт пространства порядковых номеров.