計算機網(wǎng)絡(luò)與通信7internet協(xié)議-傳輸層

概

7.2輸層協(xié)傳輸層保證端到端可靠的傳輸傳輸層只存在于通信子網(wǎng)以外的主機中。因通信子網(wǎng)所提供的服務(wù)不同。為了能使通信子網(wǎng)的用戶得到一個統(tǒng)一的通信服務(wù)，就需要設(shè)置一個傳輸層。組重復，數(shù)據(jù)被破壞，分組到達順序，只對IP數(shù)據(jù)報首部進傳輸層向 用戶 了下面通信子網(wǎng)的細節(jié)。使得 用戶看見的就好像在兩個傳輸層實體之間有一條端到端的、可靠的全雙工通信通路。網(wǎng)絡(luò)層的問題

7.2輸層協(xié)網(wǎng)絡(luò)的性能與用戶的要求存在差異用戶要求高速傳輸，而網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、傳輸速率和遲等性能不能滿足；網(wǎng)絡(luò)的傳輸差錯率不能滿足用戶的要求網(wǎng)絡(luò)層的分組長度不一定適配用戶數(shù)據(jù)的長度網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量不一定能滿足用戶的要求

7.2輸層協(xié)層用戶在相互通信時不必關(guān)心通信子網(wǎng)的細節(jié)。可靠：傳輸層處理 低層的錯誤 層用戶不涉及點對點間通信的任何細節(jié)7.2輸層協(xié)單元數(shù)據(jù)傳輸：是一種無連接的服務(wù)【不可靠的傳輸方法】7.2輸層協(xié)服務(wù)質(zhì)量連接④傳輸延遲：從發(fā)送報文開始到收到報文為止恢復功能：出現(xiàn)問題或擁塞時，自動終止連7.2輸層協(xié)傳輸服務(wù)原 CONNECTSENDRECEIVEDISCONNECT7.2輸層協(xié)基本原語功能（傳輸工作過程客戶機調(diào)用CONNECT→服務(wù)器根據(jù)請求中建議的服務(wù)質(zhì)量來確定是否建立連接。如果同意，則建立傳輸連接，并回7.2輸層協(xié)(2)基本原語功能（傳輸工作過程通信結(jié)束后調(diào)用DISCONNECT原語釋放連接。釋非對稱方式——任何一方都可執(zhí)行DISCONNECT原語發(fā)送釋放連接指示，一旦該指示到達對方連對稱方式——通信雙方單獨關(guān)閉連接，一方執(zhí)行④傳輸報文需要確認，確認機制在傳輸層 傳輸層需要設(shè)置定時和重發(fā)機制，以保證提供給7.2輸層協(xié)Windows的傳輸原以API函數(shù)形式提供調(diào)用。在VC中，原語被定義在WINSOCK.H中，共有100 (端點) CONNECT 7.2輸層協(xié)傳輸層位面向信息處面向通

用戶功傳輸應用網(wǎng)絡(luò)傳輸應用網(wǎng)絡(luò)物理7.2輸層協(xié)TCP/IP體系中的傳輸層協(xié)應用應用與各種網(wǎng)絡(luò)接應用應用進應用進傳輸層提供應用進程間的邏輯通端11223IP34455主機路由器 路由器1234IP協(xié)議的作用范傳輸層協(xié)議TCPUDP的作用范7.2輸層協(xié)應用進程之兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進應用進程之間的通信又稱為端到端的通信傳輸層的一個很重要的功能就是復用和分用。應用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到傳輸層，“傳輸層提供應用進程間的邏輯通信”。“邏輯通信”的意思是：傳輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實上這兩個傳輸層之間并沒有一7.2輸層協(xié)傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的主要區(qū)應用進 應用進??… ??…因特網(wǎng)IP協(xié)議的作用范（提供主機之間的邏輯通信TCPUDP協(xié)議的作用范（提供進程之間的邏輯通信7.2輸層協(xié)傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的主要區(qū)別：P249-250謝(4),P181-謝傳輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信，而網(wǎng)絡(luò)層是為主機之間提供邏輯通信。傳輸層還要對收到的報文進行差錯檢測，而網(wǎng)絡(luò)層中，I數(shù)據(jù)報首部中的檢測和字段，只檢測首部是否出現(xiàn)差錯而查數(shù)據(jù)部分。傳輸層需要有兩種不同的協(xié)議，即面向連接的7.2輸層協(xié)傳輸協(xié)議的要傳輸協(xié)議在實現(xiàn)傳輸服務(wù)時要解決差錯控制，順序，流量控制及其它問題。傳輸層協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的差異傳輸層的環(huán)境是兩個主機通過多個網(wǎng)絡(luò)進行通信，這就使傳輸層比數(shù)據(jù)鏈路層的環(huán)境復雜的多。由于分組在網(wǎng)絡(luò)的各個結(jié)點都進行轉(zhuǎn)發(fā)，因此會產(chǎn)生時延，另絡(luò)同時存在多條線路，且連接的數(shù)目經(jīng)常動態(tài)地變化，因此流量控制和擁塞控制也較為復雜。傳輸層功能

7.2輸層協(xié)采用的技 主要有分流/合流技術(shù)：使得具有低吞吐量、低速率和高傳輸延遲的網(wǎng)絡(luò)可以支持用戶高速傳輸數(shù)據(jù)的要求；復用/解復用技術(shù)和拼接/分割技術(shù)：使得具有高吞吐量、高速率和低傳輸延遲、且高費用的網(wǎng)絡(luò)可以支持用戶低傳輸成本的要求；分段/合段技術(shù)：使得傳輸有限長度用戶數(shù)據(jù)（分組）的網(wǎng)絡(luò)可以支持用戶的無限長數(shù)據(jù)的傳輸。差錯檢測和恢復技術(shù)：使得差錯率較高的網(wǎng)絡(luò)可以支持用戶高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸要求流量控制技術(shù)：對連續(xù)傳輸?shù)膮f(xié)議數(shù)據(jù)單元個數(shù)進行限制，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。7.2輸層協(xié)TCP傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是TCP報文段UDPUDP報文或用戶數(shù)據(jù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)7.2輸層協(xié)數(shù)數(shù)接接全雙工可靠信數(shù)數(shù)接接全雙工可靠信不可靠信TCP協(xié)UDP協(xié)？發(fā)發(fā)7.2輸層協(xié)傳輸?shù)刂贩Q為傳輸服 點TSAP兩個對等傳輸實體在通信時傳送的數(shù)據(jù)單位叫作傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU(ransportPotocolat)。在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。收到P報文后，不需要任何確認。在某些情況下P是一種最有效的工作方式。和多播。由于TCP要提供可靠的、面向連接的 7.2輸層協(xié)還要強調(diào)兩點傳輸層的P用戶數(shù)據(jù)報與網(wǎng)際層的大區(qū)別。IP數(shù)據(jù)報要經(jīng)過互連網(wǎng)中許多路由器的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，但P用戶數(shù)據(jù)報是在傳輸層的端到端抽象的邏輯信道中傳送的。P報文段是在傳輸層抽象的端到端邏輯信道中傳送，這種信道是可靠的全雙工信道。但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的傳輸層是否建立了TCP連接。7.2輸層協(xié)端口與套接字P182－183謝(5)，P238－概端口：是一個16位的地址0~65535。端口就是傳輸層服務(wù) 點TSA。端口的用途： 是沒有聯(lián)系的應用層的各種進程是通過相應的端口才能與傳輸實體進行交互。應用層的源進程將報文發(fā)送給傳輸層的某個端口，而應用層的目的進程從端口接收報文。7.2輸層協(xié)識別通信的雙方——傳輸?shù)刂?——一個 到唯一一個 ——一個 到多個 ——多個 主機 主機服務(wù)用（應用層實體傳輸層服 實實網(wǎng)絡(luò)層服

應用協(xié)協(xié)網(wǎng)絡(luò)（或網(wǎng)際層

服務(wù)用（應用層實體實實7.2輸層協(xié)獲知對方TSAP的方方案一：每個應用進程(服務(wù))都有固定不變的TSAP，并且公之于眾，讓網(wǎng)絡(luò)上所有的進程都知道。只適用于少數(shù)固定的服務(wù)，基本思想：提供服務(wù)的機器運行一個進程服務(wù)器，它一系列端口(TSAP)，等待連接請求。當用戶的連接請求到達后，便將用戶的請求及所建立的連接一并轉(zhuǎn)交給實際提供此服務(wù)的服務(wù)器7.2輸層協(xié)0~1023 端：1024~49151。使用這個范圍的端口IANA(InternetAssignedNumbersAuthority)登記， 常用的熟知端端7.2輸層協(xié)0007.2輸層協(xié)TCP與UDP的復用和分P251－謝發(fā)送 接收 應用進用層 用層

??????運 TCP復層

UDP

TCP分 UDP分TCP報文 網(wǎng) IP復層

TCP報文段 IP分用IP數(shù)據(jù) IP數(shù)據(jù)7.2輸層協(xié)插口的概P252－253謝（4），P239－ 接由它的兩個端點來標識，這里的端點叫插口或套接（socket）。插口：IP地址+端口，共48位如插口和端口、IP地址的關(guān)系是IP地 插口

7.2輸層協(xié)UDP協(xié)UDP概只在I的數(shù)據(jù)報服務(wù)之上增加了很少一點功能，這就是端口的功能，即可使應用進程進行復用和分用及差錯檢測的功能。UDP的優(yōu)點：P253－謝UDPUDP用戶數(shù)據(jù)報只有8使用UD和TC協(xié)議的各種應用和應用層協(xié)議見－謝（4）表7－1－謝（5）表5－17.2輸層協(xié)UDP的主要特UDP是無連接UDP使用盡力而為交付，即不保證可UDP支持一對一、一對多、多對一和UDP的首部開銷小，只有8個字節(jié)UDP是面向報文的。UDP沒有擁塞控 7.2輸層協(xié)UDPUDPUDPUDPIPIPIPIP7.2輸層協(xié)面向報文的發(fā)送方UDP對接收應用程序的報文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對應用層的交下來的報文，既不合并，接收方UDPIP層來的UDP用戶數(shù)據(jù)報，應用程序必須選擇合適大小的報文7.2輸層協(xié)使用UDP的應用層協(xié)UDP 每次發(fā)送很少量數(shù)據(jù) 實時性要求較高、差錯控制要求不高7.2輸層協(xié)UDPUDP用戶數(shù)據(jù)報分首部字段和數(shù)據(jù)字段首部和偽首部的格式：P185－謝（5），P251－字 IP地IP地0UDP長字 偽首源端目的端長度檢驗據(jù)數(shù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)首部發(fā) 數(shù) 據(jù)數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部84個字段組成，字 IPIP0偽首源端目的端長度檢驗偽首源端目的端長度檢驗據(jù)數(shù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)首部據(jù)數(shù)首部發(fā)據(jù)數(shù)首部IP數(shù)據(jù)UDP用戶數(shù)據(jù)字 IP地IP地0UDP長偽首源端目的端長度檢驗偽首源端目的端長度檢驗據(jù)數(shù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)首部據(jù)數(shù)首部發(fā)據(jù)數(shù)首部IP數(shù)據(jù)7.2輸層協(xié)→00001000→→→→00001000→→→00000000→000000000→00000100→00000000→00000000→00000000→0（檢驗和01010100→數(shù)→數(shù)01001001→數(shù)→1001011011101011→求和得出的結(jié)0110100100010100→檢驗全數(shù)數(shù)全數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)8字7字節(jié)填將得出的結(jié)果求反小結(jié)

7.2輸層協(xié) 在多 應用中，常用TCP支持數(shù)據(jù)傳輸，DP支持音頻/傳輸。TCP協(xié)

7.2輸層協(xié)TCPTCP是面向連接 每一條TCP連接只能有兩個端點(endpoint)，每一條TCP連接只能是點對點的（一對一），不支持廣播TCP提供可靠交付TCP提供全雙工面向字節(jié)流7.2輸層協(xié)TCP0123發(fā)送0123TCPxTCPxxH

??應用進4545

H

加上TCPTCP9HTCP

發(fā)送TCP876H

7.2輸層協(xié)TCP根據(jù)對方給出的窗口值和當前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來決定一個報文段的長度（UDP發(fā)送的報文長TCP可把太長的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。TCP7.2輸層協(xié)TCP每一條TCP連接有兩個端點TCP連接的端點叫做套接字(socket)或插口Socket（套接字）＝IP地址＋端7.2輸層協(xié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟Ｖ沟却齾f(xié)Att

t超時重t

7.2輸層協(xié)要點分組和確認分組都必須進 7.2輸層協(xié)確認丟失和確

丟重丟重復重傳確

丟重丟重復重傳確認

但什么也不7.2輸層協(xié)可靠通信的實(AutomaticRepeatreQuest)。ARQ表明重傳的請求是自動進行的。接收7.2輸層協(xié)信道利用 TD+RTT+7.2輸層協(xié)信道的利用率DU D

TA7.2輸層協(xié)流水線傳 7.2輸層協(xié)連續(xù)ARQ協(xié)123456789發(fā)送方維持發(fā)送窗口（1231234567897.2輸層協(xié)7.2輸層協(xié)Go-back-N（回退如果發(fā)送方發(fā)送了前5個分組，而中間的第3個分組丟失了。這時接收方只能對前兩個這就叫做Go-back-N（回退N），表示需要再退回來重傳已發(fā)送過的N個分組。可見當通信線路質(zhì)量不好時，連續(xù)ARQ協(xié)議會帶來的影響。7.2輸層協(xié)TCPTCP連接的每一端都必須設(shè)有兩個窗口——TCP的可靠傳輸機制用字節(jié)的序號進行控制。TCP所有的確認都是基于序號而不是基于報TCP兩端的四個窗口經(jīng)常處于動態(tài)變化之中7.2輸層協(xié)TCP報文格式P193－195謝(5)，P239－TCP報文分為首部和數(shù)據(jù)兩部分TCP報文首部的20個字節(jié)是固定的，后面有32源端口目的端口序確認號保源端口目的端口序確認號保GKHTNN窗檢驗緊急指選項（長度可變填充20TCPTCPTCPTCPIPIPIP比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充序號字段——4字節(jié)。TCP連接中傳送的數(shù)據(jù)流比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充確認號字段——4字節(jié)，是期望收到對方的下一個第一個報文段攜帶了多少字節(jié)的數(shù)據(jù)比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充數(shù)據(jù)偏移——占4bit，它 TCP報文段的數(shù)據(jù)起始處距離TCP報文段的起始處有多遠?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位不是字節(jié)而是32bit字（4字節(jié)為計算單位）。比特 源端口目的端口源端口目的端口序首確認號數(shù)保窗口檢驗緊急指針選項（度可變填充首保留字段——6bit，保留為今后使用，但目前0。比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充URG——URG1時，表明緊急指比特 源端口目的端口序源端口目的端口序首確認號數(shù)保URG窗口檢驗緊急指針選項（度可變填充首確認比特ACK只有當ACK1時確認號字段才有效。當ACK0時，確認號無效。比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充PSH(PuSH)TCP收到推送比特比特 源端口目的端口序源端口目的端口序首確認號數(shù)保RST窗口檢驗緊急指針選項（度可變填充首復位比特RST(ReSeT)——當RST1時，表明TCP 比特 源端口目的端口源端口目的端口序首確認號數(shù)保窗口檢驗緊急指針選項（度可變填充首同步比特SYN——同步比特SYN置為1，就表示 比特 源端口目的端口源端口目的端口序首確認號數(shù)保窗口檢驗緊急指針選項（度可變填充首終止比特FIN(FINal)——用來釋放 FIN1時，表明此報文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完 比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充——2字節(jié)。窗口字段用來控制對方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)。TCP連接的一端根據(jù)設(shè)置的緩比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充2字節(jié)。檢驗和字段檢驗的范圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分。在計算檢驗和時，要在TCP12字節(jié)的偽首部。7.2輸層協(xié)TCP的偽首字 IPIP06偽首首部數(shù)據(jù)字偽首首部數(shù)據(jù)發(fā) 數(shù) 據(jù)數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充——16bit。緊急指針在本報文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號。這可以SSTCPSSTCP報文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長度數(shù)據(jù)字段加TCP首部才等于整個TCP報文段選項（長度可變填充——最大報文段長度MSS( umSegmentSize)。MSS告訴對方TCP：“緩存所能接收的報文段的數(shù)據(jù)字段的最大長度是MSS個字節(jié)?！?.2輸層協(xié)窗口擴大選項——3字節(jié)，其中有一個字節(jié)表示移位值S。新的窗口值等于TCP首部中的窗口位數(shù)增大到(16+S)，相當于把窗口值向左移動S位后獲得實際的窗口大小時間戳選項——占10字節(jié)，其中最主要的字段時間戳值字段（4字節(jié)）和時間戳回送回答字段（4字節(jié)）。選擇確認選項

7.2輸層協(xié)0--標志所有選項結(jié)1--無操作，用于后續(xù)選項對齊32位邊2433窗口擴大因表示窗口字段值乘以2n，n為擴大因42-允許使用選擇性確5可選擇確認數(shù)據(jù)無需重傳的數(shù)據(jù)3替換校驗和算允許使用非TCP標準的校驗和算可替換校驗當校驗和超過16位時，放于此比特 源端 目的端首

序字確認 固首 保留

UAPRCSGK

RSSY 窗TN檢驗選項（長度可變

緊急指填充——4字節(jié)的

7.2輸層協(xié)7.2輸層協(xié)7.2.7根據(jù)根據(jù)B給出的窗口值20，確認號A后 前前 收 前A的發(fā)送窗31

3334

36

3839

41

4344

46

48收到確

TCP標準強烈不贊成BTCP標準強烈不贊成

允許發(fā)送的序

不允許發(fā)收到的序AA的發(fā)送窗口位置不可用窗 收到確并交付主

不允許發(fā)32333435363233343536373839404142434445464748已發(fā)送但未收到確允許發(fā)送但尚未發(fā)B的接收窗3233343536373839404142434445464748不允許接允許接未按序收PP3P1A的發(fā)送窗口（又稱為通知窗口P2P1P3P2允許發(fā)送但尚未發(fā)送的字節(jié)數(shù)（又稱為可用窗口AAA的發(fā)送窗口向前滑已發(fā)送并收到確 不允3536353637383940414243444546474849505152已發(fā)允許發(fā)送但尚未發(fā) 但未收到確

35363738394041353637383940414243444546474849505152允許接未按序收

AA的發(fā)送窗口內(nèi)的序號都已用完，已發(fā)送并收到確

A的發(fā)送窗口已滿，有效窗口為353637383940414243444546474849505152已發(fā)送但未收到確

7.2輸層協(xié)

7.2輸層協(xié)接收緩

7.2輸層協(xié)發(fā)送緩存與接收緩存的作發(fā)送緩存用來暫時存放 TCP準備發(fā)送TCP接收緩存用來暫時存放 7.2輸層協(xié)A的發(fā)送窗口并不總是和B的接收窗口一樣（因為有一定的時間滯后）TCP標準沒有規(guī)定對不按序到達的數(shù)據(jù)應如何處TCP要求接收方必須有累積確認的功能，這樣可7.2輸層協(xié)7.2.8TCP建立與釋放連接機送和連接釋放。連接的管理就是使連接7.2輸層協(xié)客戶服務(wù)器方TCP連接的建立都是采用客戶服務(wù)器方式主動發(fā)起連接建立的應用進程叫做客(client)(server)7.2輸層協(xié)用三次握手建立TCP連客 服務(wù)

AA的TCP向B發(fā)出連接請求報文段，其首部中的SYN1seqx，表明傳送數(shù)據(jù)時的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號是x。7.2輸層協(xié)用三次握手建立TCP連客 服務(wù)

BTCP收到連接請求報文段后，如同意，則 B在確認報文段中應使SYN=1，使ACK=1，其確認號ackx1seqy。AAB給出確認，其ACK1，確認號ack=y1。ATCP客 服務(wù)

客 服務(wù)

??BTCP收到主機A的確認后，也通知其上層應用進程：TCP連接已經(jīng)建立。7.2輸層協(xié)用三次握手建立TCP連接的各狀態(tài)P216-謝客 服務(wù)

7.2輸層協(xié)初始序號的確定P242-可選擇0或7.2輸層協(xié)三次 制的問題P243-安全問A（猜出y+1序號消耗TCP的連接TCP的連接釋客 服務(wù) 現(xiàn)在ATCP發(fā)出連接釋放TCPAFIN1seq=uBTCP的連接釋客 服務(wù) 主動關(guān) 應 B Back=u1，seqv。TCP 從AB這個方向的連接就釋放了，TCP連接處于半關(guān)閉狀態(tài)。B若發(fā)送數(shù)據(jù)，A仍要接收。TCP的連接釋客 服務(wù) 主動關(guān) 應 B已經(jīng)沒有要向A發(fā)送的數(shù)據(jù)，TCP釋放連接。(1)TCP的連接釋 四次握客 服務(wù) 主動關(guān) 應AA收到連接釋放報文段后，必須發(fā)出確認TCP的連接釋 四次握客 服務(wù) 主動關(guān) 應 在確認報文段中ACK1ackw1，seq=u+1。TCP連接必須經(jīng)過時間2MSL(最長報文 )后才真正釋放掉客 服務(wù)

7.2輸層協(xié)A必須等待2MSL的時第一，為了保證A發(fā)送的ACK報文段能夠到達B。第二，防止“已失效的連接請求報文段”出現(xiàn)在本連接中。A在發(fā)送完最后一個ACK報文段后，再經(jīng)過時間2MSL，就可以使本連接持續(xù)的時間 TCP釋放連接機 三次握 TCP釋放連接機 對稱釋B BA7.2輸層協(xié)TCP定時管理機TCP每發(fā)送一個報文段，就對這個報文段設(shè)問題：超時時間的設(shè)7.2輸層協(xié)往返時延的方差很由于TCP的下層是一個互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，IP數(shù)據(jù)報所往往返時間概率分數(shù)據(jù)鏈路傳輸時 RTTS(1RTTS(1RTT樣本(Jacoson算法平均往返時TCPRTT的一個RTTS（這第一次測量到RTT樣本時，RTTS值就取為所測量到的RTTRTT樣本，就按RTTS：01很接近于零RTT值更新較慢。1RTT值更新較快。RFC29881/87.2輸層協(xié)RTO應略大于上面得出的平均往返時間RTTSRFC2988RTORTTS+4RTTDRTT的偏差的平均值RFC2988RTTD：第一次測量時，RTTD值取為測量到的RTT樣本值的一半。在以后的測量中，則使用下式計算RTTD：RTTD(1舊的RTTSRTT樣本11/47.2輸層協(xié)TCP1沒有收到確認。重傳（1的2的確認？是對哪一個報文12時往12時往返時往返時

超時重

的確認TCP報文

TCP報文 收到7.2輸層協(xié)Karn算 平均平均往返時間RTTS和超時重傳時間RTO就較準確。7.2輸層協(xié)報文段每重傳一次，就把RTO增大一些新新的RTO舊的系數(shù)的典型值是2的往返時延更新平均往返時延RTT和超時重傳時間RTO的數(shù)值。7.2輸層協(xié)選擇確認7.2輸層協(xié)1 …1…

………確認號= L1=

R1=

L2=

R1=……L11501R13001 字節(jié)塊的第一個字節(jié)的序號，但右邊界減1才字節(jié)塊中的最后一個序號L23501R245017.2輸層協(xié)RFC2018的規(guī)如果要使用選擇確認，那么在建立TCP連接時，就要在TCP首部的選項SACK”的選項，而雙方必須用法仍然不變。只是以后在TCP報文段的首部中都增加了SACK選項，以便報告收到的不連續(xù)的字節(jié)塊的邊界。由于首部選項40字節(jié)，而指明一個邊界44個字節(jié)塊1個字節(jié)選項長度，共347.2輸層協(xié)利用滑動窗口實現(xiàn)流量控TC采用可變發(fā)送窗口的方式進行流量控制(滑動窗口協(xié)議)。TC的首部窗口字段寫入的數(shù)值是當前接收窗口的大小。在通信過程中，接收端根據(jù)自己的資源情況，動態(tài)調(diào)整自己的接收窗口，然后通知發(fā)送方，使發(fā)送窗口和它的保持一致。7.2輸層協(xié)利用可變窗口大小進行流量控制：雙方確定的窗口值是400，一個報文段為100字節(jié)主機 主機SEQ=SEQ=SEQ 丟失ACK=201,WIN=SEQ=SEQ=SEQ=ACK=501,WIN=SEQ=ACK=601,WIN=

A還能發(fā)300字A還能發(fā)200字允許A再發(fā)300字節(jié)（序201500）A還能發(fā)200字節(jié)A還能發(fā)100字A超時重發(fā)，但不能發(fā)送序號500以后的數(shù)據(jù)允許A再發(fā)200字節(jié)（序501700）A還能發(fā)100字節(jié)（序601700）不允許A再發(fā)送（到序號600的數(shù)據(jù)都已收到7.2輸層協(xié)0窗口應答報文丟對策：持續(xù)計數(shù)器+探測報文（見下一頁7.2輸層協(xié)持續(xù)計數(shù)器+探測TCP為 接設(shè)有一個持續(xù)計時器只要TCP連接的一方收到對方的零窗口通零窗口探測報文段（僅攜帶1字節(jié)的數(shù)據(jù)），若窗口不是零，則可以通信7.2輸層協(xié)可選發(fā)送機制第一種機制是TCP維持一個變量，它等于最大報文段長度MSS。只要緩存中存放的數(shù)據(jù)達到MSS字節(jié)時，就組裝成一個TCP報文段發(fā)送出去。報文段，即TCP支持的推送(push)操作。第三種機制是發(fā)送方的一個計時限到了，這7.2輸層協(xié)問題2：效率考慮P204-205謝(5),P246問題：每次發(fā)送一個字節(jié):需要大量應答。(如解決：Nagle算法:發(fā)送第一個字節(jié)后將后續(xù)的字節(jié)緩存直到原來的字節(jié)被確認，以期收集的字節(jié)一7.2輸層協(xié)問題3：傻瓜窗口癥能一個字節(jié)，每讀一個字節(jié)通知發(fā)送方解決：Clark算法：接收方發(fā)送1字節(jié)的窗口修正。即接收方等待一段時間或者等到接7.2輸層協(xié)問題47.2輸層協(xié)問題5對策：利用TCP可選項允許使用選擇性確7.2輸層協(xié)TCP1.擁塞控制的一般原對資源需求的總和7.2輸層協(xié)擁塞控制與流量控制的關(guān)7.2輸層協(xié)擁塞控制的目標②合理分配網(wǎng)絡(luò)資源③匹配傳輸速度④避免死鎖7.2輸層協(xié)吞吐理想的擁塞控實際的擁塞控無擁塞控死鎖（吞吐= 7.2輸層協(xié)擁塞控制的一般原引起網(wǎng)絡(luò)性能甚至發(fā)生死鎖的原因。這7.2輸層協(xié)擁塞控制原理—— ②閉

7.2輸層協(xié)塞。7.2輸層協(xié)TCP的擁塞控制方慢開始和擁塞避快重傳和快恢隨即早期檢測7.2輸層協(xié)慢開始和擁塞避擁塞窗口cwnd(congestionwindow)：可能發(fā)生擁擁塞窗口就再增大一些，以便把的分組發(fā)送7.2輸層協(xié)發(fā)送窗口的rwnd和擁塞窗口cwnd這兩個變量中較小的一個，即應按以下發(fā)發(fā)送窗口的上限=Min{接收窗口，擁塞窗口Min{rwnd,rwndcwnd時，是接收方的接收能力限制發(fā)送當cwndrwnd時，則是網(wǎng)絡(luò)的擁塞限制發(fā)送窗口7.2輸層協(xié)慢開始算法的原在主機剛剛開始發(fā)送報文段時可先設(shè)置擁塞窗口cwnd=1，即設(shè)置為一個最大報文段MSS在每收到一個對新的報文段的確認后，將擁塞1MSS的數(shù)值。用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口cwnd發(fā)送 接收cwnd=cwnd=cwnd=cwnd=

（重傳的不算在內(nèi)）cwnd1cwnd=cwnd=cwnd=cwnd=… …7.2輸層協(xié)(transmission就加倍“傳輸輪次cwnd所允許發(fā)送的例如，擁塞窗口cwnd=4，這時的往返時間RTT就是發(fā)送44個報文段的確認，總7.2輸層協(xié)擁塞避免方法的原原因：擁塞窗口不可能一直加時機：當擁塞窗口大于某個值時生動作：擁塞窗口按線性增目的：減少發(fā)往網(wǎng)絡(luò)的數(shù)7.2輸層協(xié)設(shè)置慢開始門限狀態(tài)變量慢開始門限（閾值）ssthreshcwndssthresh時，使用慢開始算法cwndssthresh時，停止使用慢開始算法而改用擁塞避cwndssthresh時，既可使用慢開始算法，也可使用擁cwnd緩慢地增大，即1，而不是加倍cwnd按線性規(guī)律緩慢增長。7.2輸層協(xié)當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞ssthresh設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時的把擁塞cwnd1慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗

線性規(guī)律增

發(fā)生超 進入擁塞避 ssthresh=8 指數(shù)規(guī)律增

進入擁塞避

更新后ssthresh傳輸次 TCP1。圖中慢開始門限的初始值設(shè)置為16個報文段，即ssthresh= 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗線性規(guī)律增 進入擁塞避 ssthresh=8 指數(shù)規(guī)律增

發(fā)生超進入擁塞避

更新后ssthresh傳輸次慢開

擁塞避

慢開

擁塞避 過擁塞窗口cwnd和接收端窗口rwnd中的最小值。我們假定接收端窗口足夠大，慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗線性規(guī)律增 進入擁塞避 ssthresh=84指數(shù)規(guī)律增4

發(fā)生超進入擁塞避

更新后ssthresh傳輸次 cwnd1，M0。慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗線性規(guī)律增 進入擁塞避 ssthresh=8 指數(shù)規(guī)律增

發(fā)生超進入擁塞避

更新后ssthresh傳輸次 發(fā)送端收到ACK1（M0M1）后，將cwnd12M1和M2兩個報文段。慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗線性規(guī)律增 進入擁塞避 ssthresh=8 指數(shù)規(guī)律增

發(fā)生超進入擁塞避

更新后ssthresh傳輸次慢開

擁塞避

慢開

擁塞避接收端發(fā)回ACK2和ACK3文段的確認ACK1cwnd24M4~M6慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)擁塞窗線性規(guī)律增 進入擁塞避 ssthresh=8 指數(shù)規(guī)律增

發(fā)生超進入擁塞避