事情的起因是最近家里買(mǎi)了一臺(tái)60寸的智能電視，支持點(diǎn)播(VOD)功能，家里的網(wǎng)絡(luò)帶寬理論上只有4M，在播放的時(shí)候，就會(huì)占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致我同時(shí)上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)都很困難。

事情的起因是最近家里買(mǎi)了一臺(tái)60寸的智能電視，支持點(diǎn)播(VOD)功能，家里的網(wǎng)絡(luò)帶寬理論上只有4M，在播放的時(shí)候，就會(huì)占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致我同時(shí)上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)都很困難。

有沒(méi)有辦法給限制局域網(wǎng)內(nèi)某臺(tái)主機(jī)的流量?首先，還是得從TCP的原理說(shuō)起。

TCP擁塞控制

TCP是個(gè)君子協(xié)議，在擁塞控制的設(shè)計(jì)(RFC 2851)中包括慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)4種算法。

擁塞窗口(cwnd)和接收端窗口(rwnd)二者的最小值確定了發(fā)送窗口的上限值，而實(shí)際上對(duì)于現(xiàn)今的網(wǎng)卡，接收端窗口的大小是可以很大的，也就是說(shuō)，擁塞主要寄希望于擁塞窗口來(lái)控制，擁塞窗口直接決定了傳輸?shù)乃俾省纳厦孢@張圖可以看到：

慢開(kāi)始增加到門(mén)限初始值的這段過(guò)程中，擁塞窗口的增長(zhǎng)是比較快的。

之后的增長(zhǎng)由指數(shù)式變成了保持線性緩慢增長(zhǎng)，直到出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞超時(shí)。

超時(shí)以后重新慢開(kāi)始的過(guò)程，但是門(mén)限值發(fā)生了改變，變成了擁塞發(fā)生值的一半大小。

為了改進(jìn)上述擁塞控制算法的弊端，又加入了快重傳和快恢復(fù)算法。快重傳指的是：

對(duì)于msg1和msg2，接收端收到以后，就分別回復(fù)ack2和ack3，但是這時(shí)候msg3丟失了(或者由于網(wǎng)絡(luò)原因很久還未到達(dá));

接收端又收到了msg4，那就可以接收下msg4，但是依然回復(fù)ack3(ack3依舊是意味著告訴發(fā)送端只收到了msg1和msg2);

發(fā)送端繼續(xù)發(fā)送msg5和msg6，可是接收端依然回復(fù)ack3;

但是發(fā)送端只要發(fā)現(xiàn)一連3個(gè)重復(fù)的ack3，就知道估計(jì)msg3丟失了，得重傳msg3了。

而快恢復(fù)算法是為了解決在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，擁塞窗口一下子跌到谷底(為1)，導(dǎo)致不能很快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)正常通信流量狀態(tài)，所以做了一個(gè)改進(jìn)——

在擁塞發(fā)生的時(shí)候，只是把擁塞窗口置為ssthresh+n×MSS(其中n表示收到重復(fù)的ack報(bào)文的個(gè)數(shù)，MSS指的是最長(zhǎng)報(bào)文段);

同時(shí)，這以后當(dāng)收到新的ack報(bào)文時(shí)，就將擁塞窗口置為ssthresh的值。

TCP協(xié)議在這樣的擁塞控制機(jī)制下保證了對(duì)質(zhì)量較差的網(wǎng)絡(luò)也有較好的適應(yīng)性，但是UDP協(xié)議就不具備這種擁塞控制機(jī)制(除非你在協(xié)議之上的應(yīng)用中自己設(shè)計(jì))，而流媒體往往是基于UDP來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗臁o(wú)連接，而且偶爾丟幀也可以接受。在這種爭(zhēng)奪帶寬的場(chǎng)景下，君子TCP就沒(méi)有辦法爭(zhēng)奪到較好的流量了。

多端口多連接

這是迅雷的主要做法之一，開(kāi)啟多個(gè)端口，建立多個(gè)連接，靠這種簡(jiǎn)單粗暴的方式來(lái)占取帶寬。

ARP欺騙

Google搜索局域網(wǎng)搶帶寬以后，映入眼簾的是P2P終結(jié)者這樣的“殺器”，它的原理就是基于ARP欺騙，即是說(shuō)，通過(guò)ARP攻擊等使局域網(wǎng)內(nèi)其它機(jī)器產(chǎn)生大量本地盲包，減少對(duì)公用網(wǎng)絡(luò)資源的占用。

ARP(Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議)是獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。某節(jié)點(diǎn)的IP地址的ARP請(qǐng)求被廣播到網(wǎng)絡(luò)上后，這個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)收到確認(rèn)其物理地址的應(yīng)答，這樣的數(shù)據(jù)包才能被傳送出去。也就是說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中，發(fā)送方用目標(biāo)IP地址去換取了接收方的MAC地址，之后MAC地址存放到本地的緩存中(在一定的生存期時(shí)間內(nèi))。

由于在局域網(wǎng)中是使用MAC地址進(jìn)行傳輸?shù)模虼薖2P終結(jié)者就偽造這樣的一個(gè)ARP應(yīng)答，把P2P終結(jié)者所在的機(jī)器A的MAC地址告訴目標(biāo)機(jī)B(目標(biāo)機(jī)B在任意時(shí)候都可以接收ARP請(qǐng)求的應(yīng)答)，讓目標(biāo)機(jī)以為本機(jī)才是網(wǎng)關(guān)，這樣B接收后就會(huì)更新本地緩存，以后所有本該走到網(wǎng)關(guān)去的包都會(huì)從機(jī)器A走，這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的ARP欺騙的原理。

ARP欺騙是黑客常用的攻擊手段之一，ARP欺騙分為二種，一種是對(duì)路由器ARP表的欺騙;另一種是對(duì)內(nèi)網(wǎng)PC的網(wǎng)關(guān)欺騙。

MSS

在TCP的選項(xiàng)字段中，有一個(gè)是最大報(bào)文長(zhǎng)度(MSS)，在TCP建立連接的時(shí)候，雙方就要約定好這個(gè)數(shù)值，每一個(gè)報(bào)文段都希望盡可能大，這樣在帶寬有限的情況下，相同數(shù)量的報(bào)文段可以承載更多的信息，但是MSS是有限制的，限制的值=MTU-IP頭長(zhǎng)度-TCP頭長(zhǎng)度，所以對(duì)于以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)就是1500-20-20=1460