第 127 章 SSH（五）：通道与窗口

本章导读

认证（第 124 章）之后连接是"你的"了——而 SSH 的强大之处在于一条连接上开多条通道（channel）：session（shell/exec/sftp）、direct-tcpip（第 126 章转发的基础）、自定义类型。本章讲数据面三件套：窗口（ssh_channel_window：RFC 4254 双向流控——远端窗口+max-packet 限发送、本地窗口按消费返还，无分配无网络所有权）；通道核心（ssh_channel_core：open/confirm/failure、EOF/CLOSE 状态、数据提交与窗口事务——不拥有缓冲不碰 transport，可放数组/哈希按 recipient O(1) 路由）；通道集合（ssh_channels：动态所有权层——按需创建节点、稳定地址、硬上限，无固定数组零空闲成本）。窗口机制是 SSH 版的"背压"——与第 68 章写预算、第 96 章流控同一家族，但双向且各通道独立。

127.1引入

为什么通道要窗口？一条 SSH 连接的 TCP 缓冲是全连接共享的——如果通道 A 的对端不读，TCP 窗口收缩，通道 B 的数据也发不动（队头阻塞）。通道级窗口把流控细化到每通道：发送方最多发"对端给的窗口"字节，收到 WINDOW_ADJUST 才继续；接收方消费数据后返还窗口。效果：慢通道只堵自己（自己的窗口耗尽），快通道照跑——多路复用的公平性由协议保证。

实现细节的讲究处：两阶段返还——应用消费数据后额度先进 ReceivePending（还没告诉远端）；达到阈值或窗口耗尽时组装 WINDOW_ADJUST、消息可靠排队后才 AdjustCommit——"避免发送失败却提前扩大本地窗口"（提前通告=超发窗口=协议错乱）。uint64 统计：内部未消费/待返还字节用 64 位计数（长连接不因累计超 4 GiB 回绕），线路窗口仍严格 uint32（RFC 要求）。

127.2概念

窗口：双向流控状态

零窗口启动是个精致能力：初始本地窗口可以设 0——等应用真正备好缓冲再 Grant——"先建通道后配预算"的懒初始化。

通道核心：open 与状态机

EOF 与 CLOSE 分离：EOF 只关一个数据方向（"我发完了"但还能收）——第 97 章关闭语义的通道版；CLOSE 双向终结。close 后的数据：此前已交给应用的数据仍可消费，但不再产生 WINDOW_ADJUST（返还机制随通道死亡）。request 能力独立查询（CanSendRequest/CanReceiveRequest）——通道上的 shell/exec/x11 请求与数据面是两个正交能力轴。无内置 request token：每个通道可独立组合 xsshreplyqueue（want-reply 的关联队列）——容量与存储位置由应用按并发定，空闲通道零 FIFO 成本。

数据事务：接收提交与消费分离

收到 data：DataReceiveCommit（应用接管视图前提交——窗口记账）→ 应用消费 → DataConsume（额度 Pending）→ 窗口事务返还。发送侧对称：SendLimit 限长 → packet 可靠排队 → DataSendCommit。提交与消费分离正是背压的机制化：不消费=不返还=远端窗口耗尽=远端停发——第 110 章 pause/resume 的窗口版，协议自动执行。

通道集合：动态所有权

ssh_channels 按本端 channel id 存稳定地址的 xsshchannel（每项=core+可选动态 I/O+回复 FIFO）：按需创建（Open/Accept 才建映射节点——空连接零成本、空通道零固定缓冲）；地址稳定（删除前可安全借用——connection session/异步等待/应用状态挂指针）；硬上限（默认 1024 通道/每通道 64 待回复/2 MiB 窗口/32 KiB packet/收发各 2 MiB 预算——按负载调，不依赖无限增长）；可直接作 resolveproc（recipient→channel 的 O(1) 路由）。

127.3示例

第一个完整程序：窗口三件套

下面的程序来自 examples/channel_window——流控状态的直接操作：

#include <stdio.h>

#include <xssh.h>



/* 演示按远端窗口和 max-packet 对待发送数据分片。 */
int main(void)
{
	xsshchannelwindow Window;
	uint32 iChunk;

	if ( !xrtSshChannelWindowInit(
		&Window,
		100000u,
		32768u,
		100000u,
		32768u,
		50000u
	) ) {
		return 1;
	}
	iChunk = xrtSshChannelSendLimit(&Window);
	if ( xrtSshChannelSendCommit(&Window, iChunk) != XSSH_OK ) {
		return 1;
	}
	printf("chunk=%u remaining=%u\n", iChunk, Window.SendWindow);
	return 0;
}

刚才发生了什么。 ① xrtSshChannelWindowInit(&窗, 100000, 32768, 100000, 32768, 50000) 六参数：发送窗口/发送 max-packet/接收窗口/接收 max-packet/返还阈值——本地与远端能力一次声明。② xrtSshChannelSendLimit 取首笔发送限额——min(远端窗口 100000, 远端 max-packet 32768)=32768：max-packet 是每报文上限、窗口是总量，两者取小决定单次可发量。③ 打印 chunk 与剩余窗口——发送循环的"一次能发多少"由这个查询驱动。真实序列（send→commit→adjust→consume→adjust-ready→adjust-commit）在测试里全路径覆盖；本示例验证的是限额计算的确定形态。

第二个完整程序：通道核心的 open 事务

第二个程序来自 examples/channel_core——open 与预算声明：

#include <stdio.h>

#include <xssh.h>



/* 建立一个等待 confirmation 且不携带数据缓冲的本端 channel。 */
int main(void)
{
	xsshchannelcore Channel;

	if ( !xrtSshChannelCoreOpenInit(
		&Channel,
		3u,
		1024u * 1024u,
		32u * 1024u,
		512u * 1024u
	) ) {
		return 1;
	}
	printf(
		"channel=%zu local=%u phase=%d\n",
		sizeof(Channel),
		Channel.Local,
		(int)xrtSshChannelCorePhase(&Channel)
	);
	return 0;
}

刚才发生了什么。 ① 初始化入口（参数含本地 recipient 起始、初始窗口/max-packet、request 预算）——栈上通道核心，sizeof 输出（第 118-121 章同款零负担声明）。② 打印 local（本端编号）与 phase（初始阶段）——核心的公开状态就是路由与调度的输入。③ open 事务的形状：OpenInit → 构建线路 CHANNEL_OPEN → 提交后等 confirmation → ConfirmationCommit 进 OPEN——数据面只在 OPEN 开放，阶段查询（phase）就是发送前的检查。配套示例族：channels（集合与稳定地址）、channel_request（shell/exec 请求）、channel_pty（终端协商）、channel_io（动态 I/O staging）、channel_state/channel_message（状态与报文）、reply_queue（want-reply FIFO）。

127.4契约

• 窗口无分配：不保存 payload、不设固定缓冲——视图直交消费方/环形缓冲/零拷贝队列。
• 发送限额：SendLimit=min(远端窗口, 远端 max-packet)；可靠排队后才 SendCommit；回绕即协议错误。
• 两阶段返还：消费→Pending→（阈值/耗尽）→AdjustLimit→可靠排队后AdjustCommit——失败不提前扩窗。
• 动态容量：Grant 新增接收额度；零窗口启动；不消耗已消费额度。
• 64 位统计：内部字节 uint64 计数不回绕；线路窗口严格 uint32（RFC）。
• open 事务：OpenInit→线路提交→Confirmation/FailureCommit；Accept/Reject 对称——每步可靠提交后才推进。
• 阶段纪律：数据面仅 OPEN 开放；EOF 单向关；CLOSE 双向；close 后已有数据可消费但不再 ADJUST。
• request 正交：CanSend/ReceiveRequest 独立查询；token 由 replyqueue 按需组合（空闲零成本）。
• 集合：按需创建、地址稳定（删除前）、硬上限（默认 1024/64/2MiB/32KiB/2MiB+2MiB）、O(1) 路由。
• 不越界：core 不碰 transport；集合不建 socket/Engine/future/队列——层间只经显式调用。

常见错误

while ( receive_commit(&Ch, Data) == OK ) {
	consume_app(Data);
	xrtSshChannelCoreDataConsume(&Ch->Core, Data.Size);
	/* 没查 AdjustReady：远端窗口枯死 */
}

while ( ... ) {
	consume_app(Data);
	xrtSshChannelCoreDataConsume(&Ch->Core, Data.Size);
	if ( xrtSshChannelCoreAdjustReady(&Ch->Core) ) {
		n = xrtSshChannelCoreAdjustLimit(&Ch->Core);
		if ( send_window_adjust(&Conn, Ch, n) ) {
			xrtSshChannelCoreAdjustSendCommit(&Ch->Core, n);
		}
	}
}

AdjustCommit(&Ch, n);      /* 先扩窗 */
if ( !send_adjust(n) ) { /* 失败：窗口已回不去 */ }

if ( send_window_adjust(&Conn, Ch, n) ) {   /* 先可靠排队 */
	xrtSshChannelCoreAdjustSendCommit(&Ch->Core, n);  /* 成功才记账 */
}

g_SavedChannel = xrtSshChannelsGet(&Set, Id);   /* 跨连接保存 */
/* 连接关闭、集合清理后仍用 g_SavedChannel */

   连接关闭回调里完成清理——不留悬挂引用 */

编程练习

小结