傳輸層向上層提供哪些服務(wù)

傳輸層向上層提供哪些服務(wù)第1頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫TransportLayer’staskistoprovidereliable,cost-effectivedatatransportfromthesourcemachinetothedestinationmachine,independentlyofthephysicalnetworkornetworkscurrentlyinuse.Chapter6.TheTransportLayer

第2頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫

MainTopics:1，傳輸層向上層提供哪些服務(wù)？2，服務(wù)質(zhì)量(QoS)如何描述？3，傳輸層如何向上層提供服務(wù)？4，通過哪些原語向應(yīng)用層提供服務(wù)？6.1TheTransportService第3頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Twotypesoftransportservice○connection-oriented

○connectionless●Whydoweneedtransportlayer?1、Thetransportlayerserviceissimilartothenetworklayerservice.2、Thenetworklayerisonepartofcommunicationsubnet,whoseservicesareprovidedbyISP.Theusershavenorealcontroloverthenetworklayer.6.1TheTransportService第4頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Whydoweneedtransportlayer?3、Theonlypossibilityistoputontopofthenetworklayeranotherlayerthatimprovesthequalityoftheservice.4、Evencommunicationsubnethasprovidedverygoodservices,someusersstilldoreliableworkagain.Forexample,band,etc.6.1TheTransportService第5頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Howtousetransportservice?○Method:serviceaccessprimitives○Site：interface,TSAP●Differencebetweentransportserviceandnetworkservice:○DifferentQoS:networkserviceisn’talwaysreliable.transportlayerprovidereliableservices.○Differentserviceobjectnetworkserviceuser:transportentityTransportserviceuser:application.

6.1.2TransportServicePrimitives第6頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Establishconnections：1、服務(wù)器執(zhí)行LISTEN原語，阻塞自己直到客戶請求出現(xiàn)。2、客戶端希望與服務(wù)器連接，執(zhí)行CONNECT原語，客戶端的傳輸層發(fā)出連接建立請求的TPDU。TPDU:Themessagessentfromtransportentitytotransportentity.3、服務(wù)器的傳輸層收到該TPDU，檢查服務(wù)器的阻塞情況。如阻塞，喚醒服務(wù)器，回送連接建立的應(yīng)答TPDU4、客戶端的傳輸層收到該TPDU，客戶程序被喚醒，連接建立。6.1.2TransportServicePrimitives第7頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫服務(wù)器y號TSAP應(yīng)用程序x號TSAPListenCRTSAPconnectACCTSAP6.1.2TransportServicePrimitives第8頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●

Datatransmission：1、任何一方A，執(zhí)行RECEIVE原語，阻塞自己，等待對方發(fā)SEND原語。2、對方B執(zhí)行SEND原語，傳輸實體發(fā)送數(shù)據(jù)TPDU，A收到，將數(shù)據(jù)部分交給A，解除阻塞；●

Releaseconnections：1、asymmetric：任何一方A執(zhí)行DISCONNECT原語，發(fā)送拆除連接TPDU，到達(dá)B，釋放空間，連接釋放。2、symmetric：一方執(zhí)行DISCONNECT后，不發(fā)送數(shù)據(jù)但可以接收數(shù)據(jù)，收到對方的拆除TPDU后，拆除連接。6.1.2TransportServicePrimitives第9頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫服務(wù)器y號TSAP應(yīng)用程序x號TSAPReceiveDATATPDUSend6.1.2TransportServicePrimitives第10頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Figure6-5.ThesocketprimitivesforTCP.6.1.3BerkeleySockets第11頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6.1.3BerkeleySockets第12頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●ComparabilitybetweenTlayerandDLlayer▲一點到另外一點的問題▲差錯控制、PDU順序、流量控制問題等●DifferencebetweenTlayerandDLlayer1、Mainreason：differentrunningenvironmentDL層實體之間:physicallineT層實體之間:communicationsubnet6.2ElementsofTransportProtocols第13頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●DifferencebetweenTlayerandDLlayer2、Addressing：DL層：和相鄰的DL層實體通信(線路的另外一端)，明確T層：和哪個主機的哪個應(yīng)用通信？3、連接建立與拆除DL層：簡單(線路那一端就是對等層實體，連接建立幀丟失和出錯都可以完美地解決)T層：復(fù)雜（子網(wǎng)的分組存儲能力，使得舊的重復(fù)的分組導(dǎo)致錯誤的連接建立）4、數(shù)據(jù)緩存和流量控制DL層：為每一個連接分配的緩存區(qū)是固定的T層：為每一個連接動態(tài)分配緩存區(qū)6.2ElementsofTransportProtocols第14頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●尋址在傳輸層的表現(xiàn)：一個應(yīng)用程序指定與哪個遠(yuǎn)程的應(yīng)用程序進(jìn)行連接▲子網(wǎng)上的主機很多，和哪臺主機連接▲主機上的應(yīng)用很多，和哪個應(yīng)用連接●尋址的一般技術(shù)：采用TSAP▲TCP/IP：TSAP=(NSAP,Port) (IP,Port)▲服務(wù)守侯在TSAP(某IP的某個端口上)，等待著客戶(已分配了IP,Port)和它建立連接6.2.1Addressing第15頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●NSAP,TSAP,N(網(wǎng)絡(luò)連接)和T(傳輸連接)的關(guān)系★2個應(yīng)用(Host1和Host2)通過1個T連接聯(lián)系起來★1個T連接由2個TSAP決定★2個傳輸實體通過1個N連接連接起來★1個T連接建立在1個N連接之上第16頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫服務(wù)器122號TSAP應(yīng)用程序6號TSAPconnect.request6-122TSAPConnect.indication網(wǎng)絡(luò)連接尋址的過程第17頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●一個應(yīng)用如何知道遠(yuǎn)程的服務(wù)器的TSAP。方案1：每一種服務(wù)都有一個固定的TSAP，并且公之于眾。例如：FTPServer的端口號為21，Telnet的端口為23，HTTPServer的端口為80。問題1：只適用于數(shù)量少、固定的服務(wù)；問題2：某些服務(wù)很少被使用，服務(wù)進(jìn)程整天守侯在固定TSAP,浪費資源。6.2.1Addressing第18頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫方案2:initialconnectionprotocol（初始連接協(xié)議:機器上負(fù)載較輕的服務(wù)器平時不運行，而是在機器上運行一個processserver，守侯在一個知名TSAP，作為其它服務(wù)的代理。如果客戶進(jìn)程試圖和一些服務(wù)連接，如果服務(wù)器沒有運行，首先和進(jìn)程服務(wù)器連接，進(jìn)程服務(wù)器啟動相應(yīng)服務(wù)器，完成轉(zhuǎn)交連接。）問題：對有些服務(wù)不能夠倉促創(chuàng)建，則不適合使用該協(xié)議。6.2.1Addressing第19頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫▲方案3：名字服務(wù)器(nameserver)或目錄服務(wù)器(directoryserver)△nameserver維護(hù)它所提供的服務(wù)和TSAP的對應(yīng)關(guān)系△用戶首先和nameserver建立連接△用戶詢問指定名字的TSAP，nameserver返回TSAP△用戶拆除與nameserver的連接△用戶和指定TSAP建立連接△類比：電話查詢臺△其它：新的服務(wù)需要向名字服務(wù)器注冊6.2.1Addressing第20頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●本地傳輸實體知道TSAP，如何知道該TSAP所在的機器(NSAP)★層次型地址(hierarchicaladdress):TSAP中包括NSAP地址例如：TSAP=(NSAP,PORT)★平面性地址(flataddress):需要TSAP到NSAP的映射的服務(wù)6.2.1Addressing第21頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫TheInternethastwomainprotocolsinthetransportlayer:1.UDP

connectionlessprotocol2.TCPconnection-orientedprotocol6.4TheInternetTransportProtocols:UDP第22頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Mainfunction:▲Provideconnectionlessdatatransmissionforupperlayer.●Application:

▲很多交互只有一個請求和一個響應(yīng)，數(shù)據(jù)庫訪問▲對這些應(yīng)用建立一個連接效率低●Mainidea:▲User’sdataisencapsulatedintoUDP’Sdatafield.▲PassUDPpackettoIPLayer.▲TransmitUDPpackettoobjecthost.

Passthedataparttodifferentapplicationprocessthroughdifferentportnumber.6.4.1IntroductiontoUDP第23頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫UDP頭格式UDP只在IP的數(shù)據(jù)報服務(wù)之上增加了很少一點的功能，即端口的功能和差錯檢測。6.4.1IntroductiontoUDP第24頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫

雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的優(yōu)點：▲發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接▲UDP的主機不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表?！鳸DP用戶數(shù)據(jù)報只有8個字節(jié)的首部開銷?！W(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低，這對某些實時應(yīng)用非常重要。6.4.1IntroductiontoUDP第25頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6.4.2RemoteProcedureCall在傳統(tǒng)的編程概念中，過程是由程序員在本地編譯完成，并只能局限在本地運行的一段代碼，也即其主程序和過程之間的運行關(guān)系是本地調(diào)用關(guān)系。因此這種結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)日益發(fā)展的今天已無法適應(yīng)實際需求。傳統(tǒng)過程調(diào)用模式無法充分利用網(wǎng)絡(luò)上其他主機的資源（如CPU、Memory等），也無法提高代碼在實體間的共享程度，使得主機資源大量浪費。

第26頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Whenaprocessonmachine1callsaprocedureonmachine2,thecallingprocesson1issuspendedandexecutionofthecalledproceduretakesplaceonRemoteProcedureCall第27頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Informationcanbetransportedfromthecallertothecalleeintheparametersandcancomebackintheprocedureresult.Nomessagepassingisvisibletotheprogrammer.6.4.2RemoteProcedureCall第28頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫ThistechniqueisknownasRPC(RemoteProcedureCall)andhasbecomethebasisformanynetworkingapplications.6.4.2RemoteProcedureCall第29頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫通過RPC我們可以充分利用非共享內(nèi)存的多處理器環(huán)境（例如通過局域網(wǎng)連接的多臺工作站），這樣可以簡便地將應(yīng)用分布在多臺工作站上，應(yīng)用程序就像運行在一個多處理器的計算機上一樣。你可以方便的實現(xiàn)過程代碼共享，提高系統(tǒng)資源的利用率，也可以將以大量數(shù)值處理的操作放在處理能力較強的系統(tǒng)上運行，從而減輕前端機的負(fù)擔(dān)。6.4.2RemoteProcedureCall第30頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫RPC其實也是一種C/S的編程模式，有點類似C/SSocket編程模式，但要比它更高一層。當(dāng)我們在建立RPC服務(wù)以后，客戶端的調(diào)用參數(shù)通過底層的RPC傳輸通道，可以是UDP，也可以是TCP，并根據(jù)傳輸前所提供的目的地址及RPC上層應(yīng)用程序號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的RPCApplicationPorgrammeServer，且此時的客戶端處于等待狀態(tài)，直至收到應(yīng)答或TimeOut超時信號。

6.4.2RemoteProcedureCall第31頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫RPC是把傳統(tǒng)本地過程調(diào)用的概念加以擴充后引入分布式環(huán)境的一種形式。RPC的形式和行為與傳統(tǒng)本地過程調(diào)用極為相似,差別僅在于被調(diào)用的procedure(過程)實際運行在與調(diào)用者的場點不同的場點上(如圖1).也正是由于這一差別,得通過編寫程序來實現(xiàn)兩場地之間的連接和信息溝通。

6.4.2RemoteProcedureCall第32頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6.4.2RemoteProcedureCall第33頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫RPC機制的實質(zhì)是實現(xiàn)OSI七層模型中的會話層功能.它在兩個試圖進(jìn)行通信的場點之間建立一條邏輯信道(即會話連接),并利用這個信道交換信息,不用時就釋放連接.下面我們就來看看RPC的通信模型。6.4.2RemoteProcedureCall第34頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6.4.2RemoteProcedureCall第35頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Client端:1)

發(fā)送遠(yuǎn)程過程調(diào)用的消息(以消息包形式)給遠(yuǎn)程的server端；2)

等待,直到收到server端對該請求的回復(fù)；3)

一旦接收到來自server端的返回執(zhí)行結(jié)果,就繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。Server端:

1)

傾聽狀態(tài),等待client端發(fā)送過程調(diào)用消息;2)

一旦接收到過程調(diào)用消息,server就抽取參數(shù)并分析它,然后執(zhí)行所請求的過程;3)

將執(zhí)行結(jié)果以消息包形式回送給client。

6.4.2RemoteProcedureCall第36頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫其中stub是一組RPC機制的操作原語,這些原語構(gòu)成了RPC的實現(xiàn)細(xì)節(jié),它可以獨立于client、server編程.Fig6.24Stepsinmakingaremoteprocedurecall.6.4.2RemoteProcedureCall第37頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫1)調(diào)用者調(diào)用本地stub中的一個過程(開始遠(yuǎn)程過程調(diào)用請求)。6.4.2RemoteProcedureCall第38頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫2)這個stub過程把有關(guān)的參數(shù)組裝成一個消息包或一組消息包,形成一條消息。運行此執(zhí)行過程的遠(yuǎn)程場點的IP地址和執(zhí)行該過程的進(jìn)程ID號也包含在這條消息中。6.4.2RemoteProcedureCall第39頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫3)將這條消息發(fā)送給對應(yīng)的RPCruntime(RPC運行庫)子程序,由這個子程序?qū)⑾l(fā)送到遠(yuǎn)程場點。6.4.2RemoteProcedureCall第40頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫4)在接收到這條消息時,server端的RPCruntime子程序調(diào)用與被調(diào)用者對應(yīng)的stub中的一個子程序,并讓它來處理消息。6.4.2RemoteProcedureCall第41頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫5)與被調(diào)用者對應(yīng)的stub中的這個子程序解封裝消息,解析出相關(guān)參數(shù),并用本地調(diào)用方式執(zhí)行所指定的過程。6.4.2RemoteProcedureCall第42頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6)

返回調(diào)用結(jié)果，調(diào)用者對應(yīng)的stub子程序執(zhí)行return語句返回到用戶,整個RPC過程結(jié)束。6.4.2RemoteProcedureCall第43頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫實際上，從上面這個執(zhí)行過程中，我們可以看到RPC的實現(xiàn)主要有兩個問題需要解決。一個是在遠(yuǎn)程過程調(diào)用時，如何定位遠(yuǎn)程場點；另外一個就是相關(guān)的兩個場點必須能協(xié)同工作，所有這些工作對用戶都是透明的，依次執(zhí)行。

6.4.2RemoteProcedureCall第44頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫RTP被定義為傳輸音頻、視頻、模擬數(shù)據(jù)等實時數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議。1、應(yīng)用領(lǐng)域：實時多媒體2、流動的媒體在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻（A/V）等多媒體信息，有下載和流式傳輸兩種方案?！捎孟螺d方式，用戶必須考慮兩個因素：①對客戶端的存儲需求和播放啟動延時。因為A/V文件一般都較大，所以需要的存儲容量也較大；②同時由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，下載常常要花數(shù)分鐘甚至數(shù)小時。

6.4.3TheReal-TimeTransportProtocol第45頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫▲流媒體簡單來說就是應(yīng)用流技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件.

流技術(shù)就是把連續(xù)的影象和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放上網(wǎng)站服務(wù)器，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等整個壓縮文件下載到自己機器后才可以觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

流技術(shù)先在使用者端的電腦上創(chuàng)建緩沖區(qū)，于播放前預(yù)先下載一段數(shù)據(jù)作為緩沖，當(dāng)網(wǎng)路實際連線速度小于播放所耗用資料的速度時，播放程序就會取用這一小段緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，避免播放的中斷，使得播放品質(zhì)得以維持。6.4.3TheReal-TimeTransportProtocol第46頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議：（1）實時傳輸協(xié)議RTP（Real-timeTransportProtocol），一種用于Internet上針對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。（2）實時傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)，和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務(wù)。（3）實時流協(xié)議RTSP(RealTimeStreamingProtocol)

，定義了一對多的應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。（4）RSVP協(xié)議(ResourceReserveProtocol），正在開發(fā)的Internet上的資源預(yù)訂協(xié)議。

6.4.3TheReal-TimeTransportProtocol第47頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Figure6-25.(a)ThepositionofRTPintheprotocolstack.(b)Packetnesting.6.4.3TheReal-TimeTransportProtocol第48頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫前面講到UDP，它是一種無連接、不可靠的服務(wù)，一般應(yīng)用在多媒體或C/S模型中，但大多數(shù)情況下需要可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

6.5TheInternetTransportProtocols:TCP第49頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫△功能：提供可靠的，面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，定義在RFC793?！鱐CP協(xié)議的設(shè)計目標(biāo)：⑴IP協(xié)議提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)不可靠。

⑵TCP協(xié)議在IP協(xié)議提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)基礎(chǔ)上，提供可靠的、端到端的字節(jié)流服務(wù)。

6.5.1IntroductiontoTCP第50頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫TSAP：套接字(socket)●

Port:一個UDP、TCP實體可以向多個高層用戶提供服務(wù)，使用端口區(qū)分不同的用戶。▲小于1024的端口是知名端口(well-knownport),例:HTTP80；FTP21；TELNET23●TSAP=IP地址+16bit端口號▲服務(wù)器守侯在哪個IP地址的哪個Port?▲一個客戶應(yīng)用程序在哪個IP地址的機器上，并且使用什么端口?▲套接字(socket):TCP/UDP協(xié)議中的TSAP6.5.2TheTCPServiceModel第51頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●TCP

connection：△發(fā)送方套接字+接收方套接字(2endpoints)△一個套接字可以被多個連接使用,例子ftpServer●TCPfactors：△Asender，areceiver△Reliable,orderedbytestream.

△

fullduplex：Trafficcangoinbothdirectionsatthesametime.△

connection-oriented：在通信之前，交換控制信息，初始化表空間等操作?！?/p>

Flowcontrol：發(fā)送端不會淹沒接收端6.5.2TheTCPServiceModel第52頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●TCP協(xié)議交換的數(shù)據(jù)單位：段(segment)△段的結(jié)構(gòu)：20字節(jié)的頭部+一些字節(jié)的選項0或多個字節(jié)的數(shù)據(jù)△段的大?。河蒚CP實體確定,但是要受到兩個限制形成的數(shù)據(jù)段不大于65515個字節(jié)數(shù)據(jù)段的長度>網(wǎng)絡(luò)MTU(一般為1500)時將該IP分組分段每一個fragment都有TCP頭和IP頭6.5.3TheTCPProtocol第53頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫段和應(yīng)用數(shù)據(jù)的關(guān)系●應(yīng)用數(shù)據(jù)作為段的數(shù)據(jù)部分●應(yīng)用數(shù)據(jù)可以幾塊一起作為一個段的數(shù)據(jù)部分●也可以將一塊應(yīng)用數(shù)據(jù)分解成幾個部分，分別作為段的數(shù)據(jù)部分Figure6-28.(a)Four512-bytesegmentssentasseparateIPdatagrams.(b)The2048bytesofdatadeliveredtotheapplicationinasingleREADcall.6.5.3TheTCPProtocol第54頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●TCP協(xié)議的流量控制△使用滑動窗口協(xié)議，窗口的大小由發(fā)送端向接收端申請，由接收端確定。△發(fā)送窗口的大小是動態(tài)地由接收端調(diào)整的，最大尺寸是變化的?！魇褂?2位序號(段的標(biāo)識、確認(rèn)、流量控制)△發(fā)送段給對方，對方將確認(rèn)信息和窗口信息通過反向數(shù)據(jù)捎帶過來6.5.3TheTCPProtocol第55頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●TCP協(xié)議的復(fù)雜性△IP協(xié)議提供的服務(wù)不可靠△而TCP協(xié)議要在IP協(xié)議的基礎(chǔ)上向應(yīng)用層提供可靠的數(shù)據(jù)傳遞服務(wù)△一些復(fù)雜的情況分組丟失或因為擁塞而延遲，超時重發(fā)可能要分段，目標(biāo)端TCP重組失序，目標(biāo)端TCP排序6.5.3TheTCPProtocol第56頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Sourceport:源端口DesPort：目標(biāo)端口6.5.4TheTCPSegmentHeader第57頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫sequencenumber：順序號6.5.4TheTCPSegmentHeader第58頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫acknowledgementnumber：希望對方下一個傳輸?shù)淖止?jié)號是從ACKNUM開始6.5.4TheTCPSegmentHeader第59頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Headerlen:指明TCP的頭部長度，4字節(jié)為單位，也指數(shù)據(jù)開始的地方6.5.4TheTCPSegmentHeader第60頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6bit未用6.5.4TheTCPSegmentHeader第61頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6個1bit標(biāo)志6.5.4TheTCPSegmentHeader第62頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫URG:緊急指針被使用的話，置為16.5.4TheTCPSegmentHeader第63頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫ACK：當(dāng)ACK=1時，ACKNUM是有效的；6.5.4TheTCPSegmentHeader第64頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫PSH：PSH=1，接收端TCP實體立即將數(shù)據(jù)交付給應(yīng)用層實體，而不是等緩沖區(qū)滿6.5.4TheTCPSegmentHeader第65頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫RST：表示拒絕連接或拒絕非法的數(shù)據(jù)段，由于復(fù)位或主機崩潰造成的錯誤的連接出現(xiàn)6.5.4TheTCPSegmentHeader第66頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫SYN：用于連接管理，連接建立;當(dāng)SYN=1，ACK=0時：連接請求；當(dāng)SYN=1，ACK=1時：連接接受6.5.4TheTCPSegmentHeader第67頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫FIN：用于連接管理，連接釋放；FIN=1，表明，本方已沒有數(shù)據(jù)發(fā)送了，但可以接收數(shù)據(jù)，單向連接狀態(tài)6.5.4TheTCPSegmentHeader第68頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Winsize:窗口大小，接收端愿意接收的byte個數(shù)Checksum:校驗和，增加可靠性6.5.4TheTCPSegmentHeader第69頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫▲校驗范圍：將整個段和偽頭部▲計算校驗和的技術(shù)：以16bit為單位(如果不足補1個byte)，以補碼形式相加，最后對結(jié)果求補▲違反了分層的原則。Checksum:校驗和，增加可靠性第70頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Option:選項：增加額外設(shè)置，變長6.5.4TheTCPSegmentHeader第71頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫傳輸層連接建立的復(fù)雜性1、傳輸層實體之間是整個子網(wǎng)；2、子網(wǎng)的存儲能力，會造成延遲的重復(fù)分組問題6.5.5TCPConnectionEstablishment第72頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●傳輸層連接技術(shù)：three-wayhandshake▲CR：主機1選擇一個初始序號x，向主機2發(fā)送一個連接請求的TPDU▲ACC：主機2接收該TPDU，并回送一個確認(rèn)TPDU，包含了自己的序號y▲DATA：主機1向主機2發(fā)送的第一個數(shù)據(jù)TPDU中確認(rèn)了主機2的序號y6.5.5TCPConnectionEstablishment第73頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Three-wayhandshake:●情況1：延遲重復(fù)分組▲CR是延遲的重復(fù)分組▲主機2接收主機1的請求，并回應(yīng)ACC，序號為y▲主機1拒絕連接的建立▲主機2釋放半連接有錯6.5.5TCPConnectionEstablishment第74頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●情況2：延遲重復(fù)分組▲存在延遲的CR和對ACC確認(rèn)，而且它們的時序配合的很好▲主機2收到CR，回應(yīng)一個確認(rèn)ACK，序號為y?！鴣砹艘粋€對ACK的確認(rèn)-DATA(延遲的)，序號為x,但是ACK序號為不同于Y▲主機2拒絕這個連接▲主機1拒絕這個連接Three-wayhandshake:6.5.5TCPConnectionEstablishment第75頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接的兩種方式非對稱釋放

當(dāng)一方發(fā)出DR(DisconnectRequest)后，雙方通信中斷非常突然，可能會造成數(shù)據(jù)丟失不適合于傳輸層數(shù)據(jù)通信6.5.6TCPConnectionRelease第76頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接的兩種方式對稱釋放（四次揮手）將一個雙向連接看成兩個方向的單向連接構(gòu)成一方發(fā)出DR后，不發(fā)送數(shù)據(jù)，但能夠接收數(shù)據(jù)(結(jié)束了這一方向到對方的單向連接)另外一方在發(fā)出DR后，結(jié)束了另一個方向的單向連接整個通信終止DRDR6.5.6TCPConnectionRelease第77頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接（正常情況）1、主機1發(fā)出DR，啟動定時器2、主機2收到DR，啟動定時器，并回應(yīng)3、主機1收到回應(yīng)，再發(fā)送一個對回應(yīng)的確認(rèn)ACK，釋放連接4、主機2收到ACK，釋放連接6.5.6TCPConnectionRelease第78頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接（異常）▲ACK丟失1、主機2定時器超時2、主機2釋放連接6.5.6TCPConnectionRelease第79頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接（異常）第二個DR丟失1、主機1的定時器超時2、再次要求釋放連接6.5.6TCPConnectionRelease第80頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接（異常）第二個DR丟失，且主機1重發(fā)的DR也丟失1、N次超時之后，主機1釋放2、主機2定時器超時，釋放連接6.5.6TCPConnectionRelease第81頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫釋放連接的三次握手技術(shù)▲失敗的情況主機1的DR丟失，并且以后重發(fā)的DR都丟失。主機1重發(fā)N次之后，釋放連接。主機2沒有收到釋放連接的要求，維持連接。半連通狀態(tài)?！缓玫慕鉀Q辦法主機1重發(fā)N次之后，仍然維持連接。問題主機2有可能收到DR(主機2的DR丟失)，已經(jīng)釋放▲解決辦法在一段時間內(nèi)沒有收到任何TPDU，連接自動釋放。要求雙方，在沒有數(shù)據(jù)發(fā)送期間，通過定時器的觸發(fā)，發(fā)送一些偽TPDU。6.5.6TCPConnectionRelease第82頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6.5.8TCPTransmissionPolicy第83頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●DL層的數(shù)據(jù)傳輸策略▲發(fā)送端有幀落入發(fā)送窗口,允許就發(fā)送▲接收端只要將幀收到并交付給上層就發(fā)確認(rèn)給對方，讓發(fā)送窗口向前走。●DL層的傳輸策略不適合傳輸層▲主要問題：效率太低?！粋€例子:客戶端是telnet客戶程序；服務(wù)器是交互式編輯器。6.5.8TCPTransmissionPolicy第84頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫◆客戶每輸入一個字符，交給TCP，形成一個IP分組，41字節(jié)◆接收端TCP，每收到一個IP分組，發(fā)確認(rèn)分組，40B1:Typeachar2:totcp3:DATAPDU4:ACK6:Buffer8:result7:result5:toServer一個例子第85頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫◆接收端服務(wù)器接受1個字符，發(fā)一個分組告訴發(fā)送端緩沖區(qū)向前移動，40Bytes◆處理結(jié)果返回客戶端(回顯)，41Bytes◆對每個輸入的字符共162B，并發(fā)送4個數(shù)據(jù)段。6.5.8TCPTransmissionPolicy1:Typeachar2:totcp3:DATAPDU4:ACK6:Buffer8:result7:result5:toServer第86頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫1:Typeachar2:totcp3:DATAPDU4:ACK6:Buffer8:result7:result5:toServer第87頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Nagle‘salgorithm▲目的：使發(fā)送方不再發(fā)送小的數(shù)據(jù)段▲原理：1,Whendatacomeintothesenderonebyteatatime,justsendthefirstbyteandbufferalltherestuntiltheoutstandingbyteisacknowledged.2,ThensendallthebufferedcharactersinoneTCPsegmentandstartbufferingagainuntiltheyareallacknowledged.6.5.8TCPTransmissionPolicy第88頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫1、接收TCP收到很大的數(shù)據(jù)塊，將它的緩存用完sillywindowsyndrome第89頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫2、接收端的應(yīng)用一次只從TCP中取走一個字符sillywindowsyndrome第90頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫3、接收TCP向發(fā)送端TCP報告它出現(xiàn)了一個字符的可用緩存sillywindowsyndrome第91頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫4、發(fā)送端發(fā)送一個字符，緩存用完，停止發(fā)送sillywindowsyndrome第92頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫5、接收端的應(yīng)用再次從TCP中取走一個字符sillywindowsyndrome第93頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫6、接收端TCP向發(fā)送端TCP報告它出現(xiàn)了一個可用的緩存sillywindowsyndrome第94頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Solution：clarkalgorithm▲禁止接收端發(fā)送較少字節(jié)的窗口更新信息▲等到緩存有最大段大小的空間；▲或緩存區(qū)有1/2空閑時；▲以上兩者的最小值?！癜l(fā)送端和接收端相互配合▲解決問題：一次發(fā)送一個字符的問題，效率低。▲發(fā)送端：采用nagle算法，或發(fā)送端積攢一個完整的數(shù)據(jù)段或接收緩存區(qū)的1/2時發(fā)送，解決發(fā)送方不要發(fā)送太小的數(shù)據(jù)段?！邮斩耍篶lark算法，解決接收方不要請求太小的數(shù)據(jù)段。sillywindowsyndrome第95頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●Congestion▲擁塞：分組的數(shù)量已超過了子網(wǎng)的處理能力?！鴵砣刂浦饕枷耄航档拖蜃泳W(wǎng)中發(fā)送分組的速率。●分組的來源▲網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)大都來源于傳輸層，傳輸層是源?！罱K來源于應(yīng)用，對于用戶而言，不可能要求他們減少數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速率。6.5.9TCPCongestionControl第96頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫●原因：應(yīng)用很多，假如在應(yīng)用層進(jìn)行擁塞控制，將用戶的數(shù)據(jù)緩存起來不是一個很有效的方案?！裨趥鬏攲訉嶓w中體現(xiàn)擁塞控制，緩存所有應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，減少發(fā)往子網(wǎng)的速率，是很有效的方法?！駬砣臋z測▲以定時器超時作為擁塞的指標(biāo)▲定時器超時的原因分組由于出錯而丟失，情況比較少分組由于擁塞而被路由器丟棄，情況比較多分組由于接收端緩存不夠而被目標(biāo)主機拋棄，通過預(yù)留緩存區(qū)辦法很少發(fā)生●分組被丟棄的原因接收端緩存有限，一次發(fā)送分組的數(shù)量>緩存區(qū)網(wǎng)絡(luò)處理能力有限，超過了網(wǎng)絡(luò)的容量6.5.9TCPCongestionControl第97頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫Figure6-36.(a)Afastnetworkfeedingalow-capacityreceiver.(b)Aslownetworkfeedingahigh-capacityreceiver.6.5.9TCPCongestionControl第98頁，共107頁，2023年，2月20日，星期日百度文庫百度文庫發(fā)送方維持的兩個窗口●擁塞窗口(congestionwindow)：目的是不讓發(fā)送速率超過子網(wǎng)處理能力●接收窗