【正文】 過(guò) RcvWindow LastByteSentLastByteAcked 或 = RcvWindow ?保證接收緩沖區(qū)不溢出 77 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時(shí)延模型 ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 78 運(yùn)輸層 TCP 連接管理 回想 : TCP 發(fā)送方與接收方 在交換報(bào)文段前要先建連接 ? 初始化 TCP 變量 : ? 序號(hào) ? 緩沖區(qū)和流控信息 (如 RcvWindow) ? 客戶機(jī) : 連接的發(fā)起方 Socket clientSocket = new Socket(hostname,port number)。所有在期望序號(hào)及以前的數(shù)據(jù)都已經(jīng)被確認(rèn) 有期望序號(hào)的報(bào)文段按序到達(dá)。我們很快將會(huì)看到，窗口長(zhǎng)度可根據(jù)接收方接收和緩存報(bào)文的能力或網(wǎng)絡(luò)中的擁塞程度，或兩者情況來(lái)進(jìn)行設(shè)置。 否定確認(rèn) 接收方用于告訴發(fā)送方某個(gè)分組未被正確地接收。具有相同序號(hào)的分組可使接收方檢測(cè)出一個(gè)分組的冗余拷貝。 定時(shí)器 用于檢測(cè)超時(shí) /重傳一個(gè)分組，可能因?yàn)樵摲纸M（或其 ACK）在信道中丟失了。 DatagramSocket mySocket2 = new DatagramSocket(99222)。 ? UDP套接字由二元組標(biāo)識(shí) : (目的地 IP地址 , 目的地端口號(hào) ) ? 當(dāng)主機(jī)接收 UDP段時(shí) : ? 在段中檢查目的地端口號(hào) ? 將 UDP段定向到具有該端口號(hào)的套接字 ? 具有不同源 IP地址和 /或源端口號(hào)的 IP數(shù)據(jù)報(bào) 定向到相同的套接字 11 運(yùn)輸層 無(wú)連接分解 (續(xù) ) DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(6428)。由于當(dāng)一個(gè)分組被時(shí)延但未丟失（過(guò)早超時(shí)），或當(dāng)一個(gè)分組已被接收方收到但從接收方到發(fā)送方的 ACK丟失時(shí)，可能產(chǎn)生超時(shí)事件，所以接收方可能會(huì)收到一個(gè)分組的多個(gè)冗余拷貝。 確認(rèn) 接收方用于告訴發(fā)送方一個(gè)分組或一組分組已被正確地接收到了。否定確認(rèn)報(bào)文通常攜帶著未被正確接收的分組的序號(hào)。 57 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時(shí)延模型 ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 58 運(yùn)輸層 TCP概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2023, 2581 ? 全雙工數(shù)據(jù) : ? 同一連接上的雙向數(shù)據(jù)流 ? MSS: 最大報(bào)文段長(zhǎng)度 ? MTU:最大傳輸單元 ? 面向連接 : ? 在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前，初始化發(fā)送方與接收方狀態(tài)，進(jìn)行握手 (交換控制信息 ), ? 流量控制 : ? 發(fā)送方 不能淹沒(méi) 接收方 ? 擁塞控制 : ? 抑止發(fā)送方速率來(lái)防止過(guò)分占用網(wǎng)絡(luò)資源 ? 點(diǎn)到點(diǎn) : ? 一個(gè)發(fā)送方 , 一個(gè)接收方 ? 連接狀態(tài)與端系統(tǒng)有關(guān)，不為路由器所知 ? 可靠、有序的字節(jié)流 : ? 沒(méi)有 “報(bào)文邊界” ? 流水線 : ? TCP擁塞和流量控制設(shè)置滑動(dòng)窗口協(xié)議 ? 發(fā)送和接收緩沖區(qū) s oc k etdoorT CPs en d b uf f erT CPr ec ei v e b uf f ers oc k etdoors e g m e n tap pl i c ati onw r i tes da taap pl i c ati onr ea ds da ta59 運(yùn)輸層 TCP 報(bào)文段結(jié)構(gòu) 源端口 目的端口 32 bits 應(yīng)用層數(shù)據(jù) (變長(zhǎng) ) 序號(hào) 確認(rèn)號(hào) 接收窗口 緊急數(shù)據(jù)指針 檢查和 F S R P A U 首部 長(zhǎng)度 未 用 選項(xiàng) (變長(zhǎng) ) URG: 緊急數(shù)據(jù) (一般不用 ) ACK: ACK 序號(hào) 有效 PSH: 立即提交數(shù)據(jù) (一般不用 ) RST, SYN, FIN: 連接建立 (建立和拆連 ) 接收方允許 的字節(jié)數(shù) 對(duì)數(shù)據(jù)字節(jié)計(jì)數(shù) (并非對(duì)報(bào)文段計(jì)數(shù) !) 因特網(wǎng)檢查和 (同 UDP一樣 ) 60 運(yùn)輸層 TCP序號(hào)和確認(rèn)號(hào) 序號(hào) : ?報(bào)文段中第 1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)在字節(jié)流中的位置編號(hào) 確認(rèn)號(hào) : ?期望從對(duì)方收到下一個(gè)字節(jié)的序號(hào) ?累計(jì)應(yīng)答 問(wèn)題： 接收方如何處理失序報(bào)文段？ 回答： TCP規(guī)范沒(méi)有說(shuō)明， 由實(shí)現(xiàn)者自行選擇實(shí)現(xiàn) : 拋棄 /緩存 主機(jī) A 主機(jī) B 用戶鍵入 ‘C’ 主機(jī)對(duì)接收 到的 ‘C’回 顯給出確認(rèn) 主機(jī)對(duì)收到 的 ‘C’給出確認(rèn) , 回顯 ‘ C’ 時(shí)間 簡(jiǎn)單的 tel情況 捎帶確認(rèn) 61 運(yùn)輸層 TCP往返時(shí)延 (RTT)的估計(jì)與超時(shí) 問(wèn)題 : 如何設(shè)置 TCP 超時(shí)值 ? ?應(yīng)大于 RTT ?但 RTT是變化的 ?太短 : 過(guò)早超時(shí) ?不必要的重傳 ?太長(zhǎng) : 對(duì)報(bào)文段的丟失響應(yīng)太慢 問(wèn)題 : 如何估計(jì) RTT? ?SampleRTT: 從發(fā)送報(bào)文段到接收到 ACK的測(cè)量時(shí)間 ?忽略重傳 ?SampleRTT會(huì)變化 ,希望估計(jì)的 RTT“較平滑” ?平均最近的測(cè)量值 ,并不僅僅是當(dāng)前 SampleRTT 62 運(yùn)輸層 EstimatedRTT = (1 ?)*EstimatedRTT + ?*SampleRTT ?指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均 (Exponential weighted moving average) ?過(guò)去的樣本指數(shù)級(jí)衰減來(lái)產(chǎn)生影響 ?典型值 : ? = TCP往返時(shí)延估計(jì)與超時(shí) (續(xù) ) 63 運(yùn)輸層 RTT估計(jì)的例子 R TT: gai a . c s . um a s s . e du t o f a nt a s i a . e ure c om . f r1001502002503003501 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106t i m e ( s e c onn ds )RTT (milliseconds)Sa m p l e R T T Es t i m a t e d R T T64 運(yùn)輸層 TCP往返時(shí)延估計(jì)與超時(shí) (續(xù) ) 設(shè)置超時(shí)間隔 ? EstimtedRTT 加 “安全余量” ?EstimatedRTT大變化 更大的安全 余量 ? 首先估算 EstimatedRTT與 SampleRTT之間差值有多大 : TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4*DevRTT DevRTT = (1?)*DevRTT + ?*|SampleRTTEstimatedRTT| (典型地 , ? = ) 然后估算超時(shí)值 : 65 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時(shí)延模型 ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 66 運(yùn)輸層 TCP 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? TCP在 IP不可靠服務(wù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) ?流水線發(fā)送報(bào)文段 ?累計(jì)確認(rèn) ? TCP使用單個(gè)重傳計(jì)時(shí)器 ?重傳被下列事件觸發(fā) : ?超時(shí)事件 ?重復(fù) ACK ?先考慮簡(jiǎn)化的 TCP發(fā)送方 : ? 忽略重復(fù) ACK ? 忽略流量控制，擁塞控制 67 運(yùn)輸層 TCP 發(fā)送方事件 : ?根據(jù)序號(hào)創(chuàng)建報(bào)文段 ?序號(hào)是報(bào)文段中第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)流編號(hào) ?如果未啟動(dòng)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 (考慮計(jì)時(shí)器用于最早的沒(méi)有確認(rèn)的報(bào)文段 ) ?超時(shí)間隔 : TimeOutInterval= EstimatedRTT + 4*DevRTT : ?重傳導(dǎo)致超時(shí)的報(bào)文段 ?重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 ： ?如果確認(rèn)了先前未被確認(rèn)的報(bào)文段 ?更新被確認(rèn)的報(bào)文段序號(hào) ?如果還有未被確認(rèn)的報(bào)文段，重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 68 運(yùn)輸層 TCP 發(fā)送方 (簡(jiǎn)化的 ) NextSeqNum = InitialSeqNum SendBase = InitialSeqNum loop (forever) { switch(event) event: data received from application above create TCP segment with sequence number NextSeqNum if (timer currently not running) start timer pass segment to IP NextSeqNum = NextSeqNum + length(data) event: timer timeout retransmit notyetacknowledged segment with smallest sequence number y start timer event: ACK received, with ACK field value of y if (y SendBase) { /* 累計(jì)確認(rèn)到 Y */ SendBase = y if (there are currently notyetacknowledged segments) start timer } } /* end of loop forever */ 注釋 : ? SendBase1: 上次 累計(jì)的已確認(rèn)字節(jié) 例如 : ? SendBase1 = 71。另一個(gè)按序報(bào)文段等待發(fā)送 ACK 比期望序號(hào)大的失序報(bào)文段到達(dá)，檢測(cè)出數(shù)據(jù)流中的間隔。 ? 服務(wù)器 : 接受客戶請(qǐng)求 Socket connectionSocket = ()。CongWin將不低于 1個(gè)MSS SS或 CA 超時(shí) 閾值 = CongWin/2， CongWin = 閾值，設(shè)置狀態(tài)為 “慢啟動(dòng) ” 進(jìn)入慢啟動(dòng) SS或 CA 冗余 ACK 對(duì)確認(rèn)的報(bào)文段增加冗余 ACK計(jì)數(shù) CongWin和閾值不改變 102 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時(shí)延模型 ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 103 運(yùn)輸層 TCP 吞吐量 ?作為窗口長(zhǎng)度和 RTT的函數(shù)， TCP的平均吞吐量是什么？ ?忽略慢啟動(dòng) ?設(shè)當(dāng)丟包發(fā)生時(shí)窗口長(zhǎng)度是 W ?如果