計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第6章2

1、226.2.4 傳輸層流量控制和數(shù)據(jù)鏈路層一樣，傳輸層也負(fù)責(zé)流量控制。但是，傳輸層中的流量控制是作用在端到端上的，而不是作用在單條鏈路上的。傳輸層流量控制也使用滑動(dòng)窗口協(xié)議，但是傳輸層中的窗口在大小上是可以變化的，以適應(yīng)可使用的緩沖區(qū)的變化情況。使用3個(gè)指針識(shí)別緩沖區(qū)2310 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21987654321發(fā)送并被確認(rèn)不能發(fā)送滑動(dòng)窗口窗口大小發(fā)送沒被確認(rèn)可以發(fā)送當(dāng)收到確認(rèn)幀時(shí)，該指針右移當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)候，該指針右移左右移動(dòng)，改變窗口大小24傳輸層的流量控制AB(6)ACK2 buf.3(12)ACK5 buf.2(16)ACK7 buf.1(

2、7)Seq3, m3(8)Seq4, m4(9)Seq2, m2(10)ACK5 buf.0(11)ACK5 buf.1(13)Seq5, m5(14)Seq6, m6(15)ACK7 buf.0A請求B分配8個(gè)緩沖區(qū)，但僅得到4個(gè)。(1)REQ buf.8(2)ACK1 buf.4(3)Seq0, m0(4)Seq1, m1(5)Seq2, m2丟失丟失256.2.5 傳輸層擁塞控制TCP擁塞控制有4種算法：慢啟動(dòng)擁塞避免快速重傳快速恢復(fù)幾個(gè)術(shù)語擁塞窗口cwnd接收端窗口rwnd發(fā)送端最大數(shù)據(jù)段尺寸SMSS慢啟動(dòng)閥值ssthresh26慢啟動(dòng)在慢啟動(dòng)期間，發(fā)送方將初始的cwnd設(shè)置為1個(gè)SM

3、SS字節(jié)；在第1個(gè)超時(shí)周期內(nèi)沒有丟失報(bào)文的情況下，cwnd設(shè)置為2個(gè)SMSS字節(jié)；在第2個(gè)超時(shí)周期內(nèi)沒有丟失報(bào)文的情況下，cwnd設(shè)置為4個(gè)SMSS字節(jié)；在第3個(gè)超時(shí)周期內(nèi)沒有丟失報(bào)文的情況下，cwnd設(shè)置為8個(gè)SMSS字節(jié)；依此方式，cwnd按指數(shù)方式增長，直到cwnd超過ssthresh。27擁塞避免當(dāng)cwnd超過ssthresh或者當(dāng)cwnd大小達(dá)到ssthresh的大小，進(jìn)入擁塞避免期間。在擁塞避免期間，在沒有丟失報(bào)文的情況下，cwnd按線性方式增長，即每收到一個(gè)ACK，cwnd的大小增加1個(gè)SMSS字節(jié)。當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)段丟失時(shí)，則將ssthresh設(shè)置為當(dāng)前cwnd的一半，并重新開始慢

4、啟動(dòng)算法。30282624222018161412108642001345678910 11 12 13 14 15 16 17初始ssthresh超時(shí)后ssthresh傳輸輪次28慢啟動(dòng)和擁塞避免工作過程cwnd(SMSS字節(jié))超時(shí)3222922“乘法減小”246810121416182002420ssthresh 的初始值16新的 ssthresh 值1284慢啟動(dòng)0慢啟動(dòng)慢啟動(dòng)慢啟動(dòng)和擁塞避免工作過程擁塞窗口(cwnd)網(wǎng)絡(luò)擁塞擁塞避免“加法增大”指數(shù)規(guī)律增長擁塞避免“加法增大”傳輸輪次30乘法減小(multiplicative decrease)“乘法減小“是指不論在慢開始階段還是擁塞

5、避免階段，只要出現(xiàn)一次超時(shí)（即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡(luò)擁塞），就把慢開始門限值 ssthresh 設(shè)置為當(dāng)前的擁塞窗口值乘以 0.5。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時(shí)，ssthresh 值就下降得很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。31加法增大(additive increase)“加法增大”是指執(zhí)行擁塞避免算法后，在收到對所有報(bào)文段的確認(rèn)后（即經(jīng)過一個(gè)往返時(shí)間），就把擁塞窗口 cwnd增加一個(gè) MSS 大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡(luò)過早出現(xiàn)擁塞。32注意！“擁塞避免”并非指完全能夠避免了擁塞。利用以上的措施要完全避免網(wǎng)絡(luò)擁塞還是不可能的?！皳砣苊狻笔钦f在擁塞避免階段把擁塞窗口控制為按線性規(guī)律增長，使網(wǎng)絡(luò)比

6、較不容易出現(xiàn)擁塞。33例題假定最大報(bào)文段長度是1KB，TCP擁塞窗口是16KB，并發(fā)生了超時(shí)事件。如果接著4個(gè)輪次傳輸都是成功的，那么該窗口將是多大？答：發(fā)生超時(shí)后，下一次傳輸?shù)氖?，接著是2、4、8個(gè)報(bào)文段。所以4個(gè)輪次后的擁塞窗口是8KB。如果接著6個(gè)輪次都成功，CWND的值應(yīng)該是多大？34快速重傳/快速恢復(fù)快重傳算法首先要求接收方每收到一個(gè)失序的報(bào)文段后就立即發(fā)出重復(fù)確認(rèn)。這樣做可以讓發(fā)送方及早知道有報(bào)文段沒有到達(dá)接收方。發(fā)送方只要一連收到三個(gè)重復(fù)確認(rèn)就應(yīng)當(dāng)立即重傳對方尚未收到的報(bào)文段。不難看出，快重傳并非取消重傳計(jì)時(shí)器，而是在某些情況下可更早地重傳丟失的報(bào)文段。立即重傳 M35t發(fā)送

7、M2發(fā)送 M3發(fā)送 M4發(fā)送 M5確認(rèn) M1確認(rèn) M2重復(fù)確認(rèn) M23重復(fù)確認(rèn) M2重復(fù)確認(rèn) M2t發(fā)送 M6發(fā)送 M7收到三個(gè)連續(xù)的對 M2 的重復(fù)確認(rèn)立即重傳 M3丟失快速重傳示例發(fā)送方接收方發(fā)送 M136快速恢復(fù)算法當(dāng)發(fā)送端收到連續(xù)三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)時(shí)，就執(zhí)行“乘法減小”算法，把慢開始門限 ssthresh減半。但接下去不執(zhí)行慢開始算法。由于發(fā)送方現(xiàn)在認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)很可能沒有發(fā)生擁塞，因此現(xiàn)在不執(zhí)行慢開始算法，即擁塞窗口 cwnd 現(xiàn)在不設(shè)置為 1，而是設(shè)置為慢開始門限 ssthresh 減半后的數(shù)值，然后開始執(zhí)行擁塞避免算法（“加法增大”），使擁塞窗口緩慢地線性增大。版本連續(xù)收到三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)轉(zhuǎn)

8、入擁塞避免24681012 14 1618 20 22004傳輸輪次37擁塞窗口(cwnd)收到 3 個(gè)重復(fù)的確認(rèn)執(zhí)行快重傳算法24慢開始擁塞避免“加法增大”(TCP Reno版本TCP Tahoe 版本(已廢棄不用）擁塞避免“加法增大”20ssthresh 的初始值 16新的 ssthresh 值 128慢開始“乘法減小”快恢復(fù)38發(fā)送窗口的上限值發(fā)送方的發(fā)送窗口的上限值應(yīng)當(dāng)取為接收方窗口 rwnd 和擁塞窗口 cwnd 這兩個(gè)變量中較小的一個(gè)，即應(yīng)按以下公式確定：發(fā)送窗口的上限值=min(rwnd,cwnd)當(dāng) rwnd cwnd 時(shí)，是接收方的接收能力限制發(fā)送窗口的最大值。當(dāng) cwnd

9、rwnd 時(shí)，則是網(wǎng)絡(luò)的擁塞限制發(fā)送窗口的最大值。396.2.6 傳輸連接傳輸層端到端的傳送可以采用兩種模式來完成：面向連接面向無連接面向連接傳輸由三個(gè)步驟：連接建立，數(shù)據(jù)傳輸和連接終止。連接建立ABABCR(seq=x)CR(seq=y,ack=x+1)CR(seq=x+1,ack=y+1)連接的建立重復(fù)的CR(seq=x)CR(seq=y,ack=x+1)RJ(ack=y+1)拒絕重復(fù)的連接請求三次握手方法建立連接4041連接終止BA連接終BA包1斷連請求對確認(rèn)幀的響應(yīng)止請求包2連接終斷連止確認(rèn)請求錯(cuò)誤斷連，數(shù)據(jù)丟失正確的斷連方式三次握手方法的連接釋放AB發(fā)送DR啟動(dòng)DR到達(dá)發(fā)送DC啟動(dòng)D

10、C到達(dá)發(fā)送ACK刪除連接AB發(fā)送DR啟動(dòng)DR到達(dá)發(fā)送DC啟動(dòng)DC到達(dá)發(fā)送ACK刪除連接丟失ACK到達(dá)超時(shí)刪除連接刪除連接BA發(fā)送DR啟動(dòng)DR到達(dá)發(fā)送DCDC到達(dá)發(fā)送ACK刪除連接丟失超時(shí)，發(fā)送DR啟動(dòng)啟動(dòng)DR到達(dá)發(fā)送DC啟動(dòng)ACK到達(dá)刪除連接DR：斷連請求 DC：斷連證實(shí) ACK：確認(rèn)AB發(fā)送DR啟動(dòng)DR到達(dá)發(fā)送DC啟動(dòng)多次重復(fù)DR超時(shí)，刪除連接丟失超時(shí)刪除連接42丟失436.3 OSI傳輸協(xié)議通信子網(wǎng)具有潛在的存儲(chǔ)能力，這就要求傳輸層協(xié)議具有相應(yīng)的機(jī)制來處理可能出現(xiàn)的問題。數(shù)據(jù)緩沖和流量控制網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的功能要互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)可分為3類A類：可提供完善的服務(wù)，不使用N-RESET原語B類：很

11、少丟包，但由于擁塞等原因，時(shí)常發(fā)出N-RESET服務(wù)原語C類：提供的服務(wù)完全不可靠，還可能發(fā)送N-RESET服務(wù)原語傳輸協(xié)議類型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型協(xié)議名稱TP0A簡單類TP1B基本錯(cuò)誤恢復(fù)類TP2A復(fù)用類TP3B差錯(cuò)恢復(fù)和復(fù)用類TP4C差錯(cuò)檢測和恢復(fù)類446.3.1 OSI傳輸協(xié)議的類型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)，ISO/OSI把傳輸層協(xié)議分為5類傳輸層協(xié)議類型TP0：將傳輸連接映射到網(wǎng)絡(luò)連接，無順序和流量控制TP1：僅處理由于N-RESET產(chǎn)生的問題TP2：與TP0類似，但具有復(fù)用功能TP3：具有復(fù)用和從N-RESET中恢復(fù)的功能TP4：最復(fù)雜的傳輸層協(xié)議，必須能處理丟失、重復(fù)、差錯(cuò)和N-RESET恢復(fù)45466.3.2 OSI傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元OSI傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)由4個(gè)字段組成：長度：TPDU總字節(jié)數(shù)(包括長度字段本身)固定參數(shù)：包含5個(gè)部分可變參數(shù)：不經(jīng)常出現(xiàn)的參數(shù)數(shù)據(jù)：來自上層的常規(guī)數(shù)據(jù)或加速數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)長度