使用wireshark抓包分析 TCP handshake 中 window scale 参数
Window scale简析
首先TCP的窗口有两种，发送窗口和接收窗口。这里我们主要讨论接收窗口，在TCP通信中，发送方的TCP报头中会包含一个窗口信息，这个窗口是指发送方的接收窗口的大小，当接收方进行应答时，发送的在途数据不能超过窗口大小，否则会造成丢包。
下面我们讨论下Window scale的具体作用。
在TCP的报头中，有一个16bit的字段是表示window的大小的，而2^16 = 65536，即由于字段的长度，窗口最大为64KB，显然对于现在动辄1000Mbps的带宽，这个大小是远远无法满足实际需求。如果要修改该字段的长度，则对TCP的兼容性会造成比较大的影响，因此采用了Window scale的方法。即在TCP的报头的option 中增加一个Window scale，计算方式如下:
实际的窗口大小 = （window size value） X （2^(Window scale)）
这样在实际交互过程中就可以采用比较大的实际窗口了。
TCP 握手
tcp的三次握手过程如下图所示。12号包是客户端发送的SYN握手请求包；15号包是服务器返回的SYN/ACK包，即是应答12号包；17号包是客户端发送的ACK包，即是对15号包的应答。
先看下图的第一个包，这个是发起方的SYN请求包，从图中TCP的报头中可以看出，windows size value = 65535，即为协商window scale 情况下的最大值。而window scale = 7，即之后的实际窗口要用窗口大小乘以128。
再看下图中服务器的应答包SYN/ACK，图中window size value = 8190，即告知客户端后面发送的在途数据不要超过这个值。window scale = 7，同样后面计算实际窗口时，要乘上128。
最后看下一客户端返回的ACK包，如下图所示。由于之前双方已经交换了各自的window scale，因此之后的传输中，对窗口的计算都要乘以相应的值，这里看可以看到，客户端告知服务器，window size value = 2048，则客户端在发送数据时不能超过2048X128=262144，这样就保证不会因为在途数据超过窗口大小而导致丢包。
综述，window scale 看起来是适应网络带宽的不断增加，而采用的补丁方案，从现在看主要是TCP当时设计时，未考虑到目前的情况。但是这也不能说是当时设计的问题，毕竟能穿越时空预知未来的人不多。不过从未来的发展的趋势来看，TCP要想继续在未来发挥作用，变革必不可少，但是最终可能也会退出历史舞台。
