【正文】 cwnd 從 1 增大到 2，于是發(fā)送端可以接著發(fā)送 M1 和 M2 兩個報(bào)文段。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進(jìn)入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進(jìn)入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 發(fā)送端每收到一個對新報(bào)文段的確認(rèn) ACK，就把發(fā)送端的擁塞窗口加 1，因此擁塞窗口 cwnd 隨著傳輸次數(shù)按指數(shù)規(guī)律增長。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進(jìn)入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進(jìn)入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 當(dāng) cwnd = 12 時改為執(zhí)行擁塞避免算法，擁塞窗口按按線性規(guī)律增長，每經(jīng)過一個往返時延就增加一個 MSS 的大小。 必須強(qiáng)調(diào)指出 ? “擁塞避免 ” 并非指完全能夠避免了擁塞 。 ? 不難看出 ， 快重傳并非取消重傳計(jì)時器 ，而是在某些情況下可更早地重傳丟失的報(bào)文段 。 (3) 若收到的重復(fù)的 ACK 為 n 個（ n 3），則將 cwnd 設(shè)置為 ssthresh + n ? MSS。 ? TCP 每發(fā)送一個報(bào)文段，就對這個報(bào)文段設(shè)置一次計(jì)時器。 時間 數(shù)據(jù)鏈路層 運(yùn)輸層 T1 T2 T3 往返時延的 概率分布 往返時延的自適應(yīng)算法 ? 記錄每一個報(bào)文段發(fā)出的時間，以及收到相應(yīng)的確認(rèn)報(bào)文段的時間。 參數(shù) ? 的選擇 ? 若 ? 很接近于 1，表示新算出的平均往返時延 RTT 和原來的值相比變化不大，而新的往返時延樣本的影響不大 (RTT 值更新較慢 )。 ? 若取 ? 很接近于 1 ，發(fā)送端可及時地重傳丟失的報(bào)文段，因此效率得到提高。重傳（即報(bào)文段 2）后，收到了確認(rèn)報(bào)文段 ACK。 ? 當(dāng)不再發(fā)生報(bào)文段的重傳時，才根據(jù)報(bào)文段的往返時延更新平均往返時延 RTT 和重傳時間的數(shù)值。 ? 若平均隊(duì)列長度小于最小門限 THmin，則將新到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)放入隊(duì)列進(jìn)行排隊(duì)。 ? 當(dāng) LAV ?Thmax 時，丟棄概率 p = 1。運(yùn)輸連接的管理就是使運(yùn)輸連接的建立和釋放都能正常地進(jìn)行。 客戶服務(wù)器方式 ? TCP 的連接和建立都是采用客戶服務(wù)器方式。 ? B 的 TCP 收到連接請求報(bào)文段后，如同意，則發(fā)回確認(rèn)。 ? 當(dāng)運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的主機(jī) B 的 TCP 收到主機(jī) A 的確認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。” 至此，整個連接已經(jīng)全部釋放。除本地和遠(yuǎn)地的 IP 地址和端口號外，還要記錄每一個連接所處的狀態(tài)。 ? 管理信息庫存放著各主機(jī)的 TCP 連接表。 相當(dāng)于 A 向 B 說： “我已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了。 ? A 收到此報(bào)文段后，向 B 給出確認(rèn)，其確認(rèn)號應(yīng)為 y ? 1。 ? 被動等待連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做 服務(wù)器 (server)。 ? 要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報(bào)文段長度，最大窗口大小，服務(wù)質(zhì)量等）。 例如，按線性規(guī)律變化，從 0 變到 pmax。 ? 若平均隊(duì)列長度在最小門限 THmin 和最大門限THmax 之間 ， 則按照某一概率 p 將新到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)丟棄 。 隨機(jī)早期丟棄 RED (Random Early Discard) ? 使路由器的隊(duì)列維持兩個參數(shù)，即隊(duì)列長度最小門限 THmin 和最大門限 THmax。 ? 這樣得出的平均往返時延 RTT 和重傳時間就較準(zhǔn)確。 ? 因此 TCP 原先的標(biāo)準(zhǔn)推薦將 ? 值取為 2。 ? 典型的 ? 值為 7/8。 ? 將各個報(bào)文段的往返時延樣本加權(quán)平均，就得出報(bào)文段的平均往返時延 RTT。 往返時延的方差很大 ? 由于 TCP 的下層是一個互連網(wǎng)環(huán)境， IP 數(shù)據(jù)報(bào)所選擇的路由變化很大。 (5) 若收到了確認(rèn)新的報(bào)文段的 ACK，就將 cwnd 縮小到 ssthresh。 M3 丟失！ A 發(fā)送 M3 但丟失了 A 發(fā)送 M4 ACK3 M5 A 發(fā)送 M5 ACK3 B 發(fā)送第二個重復(fù)確認(rèn) ACK3 M6 A 發(fā)送 M6 ACK3 M3 B 發(fā)送第三個重復(fù)確認(rèn) ACK3 B 只能再次確認(rèn) M2(因?yàn)? M3 沒有收到） 快恢復(fù)算法 (1) 當(dāng)發(fā)送端收到連續(xù)三個重復(fù)的 ACK 時，就重新設(shè)置慢開始門限 ssthresh。 ? “ 擁塞避免 ” 是說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)比較不容易出現(xiàn)擁塞 。 ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時 ， 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) 。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進(jìn)入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 線性規(guī)律增長 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進(jìn)入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 假定擁塞窗口的數(shù)值增長到 24 時，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)超時（表明網(wǎng)絡(luò)擁塞了）。發(fā)送端每收到一個對新報(bào)文段的確認(rèn) ACK，就把發(fā)送端的擁塞窗口加 1。我們假定接收端窗口足夠大，因此現(xiàn)在發(fā)送窗口的數(shù)值等于擁塞窗口的數(shù)值。 慢開始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 當(dāng) TCP 連接進(jìn)行初始化時，將擁塞窗口置為 1。 ? 當(dāng) cwnd rwnd 時，則是網(wǎng)絡(luò)的擁塞限制發(fā)送窗口的最大值。 接收端窗口 rwnd 和 擁塞窗口 cwnd ? (1) 接收端窗口 rwnd 這是接收端根據(jù)其目前的接收緩存大小所許諾的最新的窗口值，是來自接收端的流量控制。 ? 現(xiàn)在發(fā)送端最多還可發(fā)送 400 字節(jié)的數(shù)據(jù)。每發(fā)送一個報(bào)文段，指針就向前移動一個報(bào)文段的距離。 但在通信的過程中 ， 接收端可根據(jù)自己的資源情況 ， 隨時動態(tài)地調(diào)整對方的發(fā)送窗口上限值 (可增大或減小 )。 TCP 的流量控制與擁塞控制 1. 滑動窗口的概念 ? TCP 采用大小可變的滑動窗口進(jìn)行流量控制 。 TCP 每次發(fā)送的報(bào)文段的首部中的序號字段數(shù)值表示該報(bào)文段中的 數(shù)據(jù)部分的第一個字節(jié)的序號 。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 填充字段 —— 這是為了使整個首部長度是 4 字節(jié)的整數(shù)倍 。 TCP 只規(guī)定了一種選項(xiàng) ，即 最大報(bào)文段長度 MSS (Maximum Segment Size)。 在計(jì)算檢驗(yàn)和時 ， 要在 TCP 報(bào)文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部 。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 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 同步比特 SYN —— 同步比特 SYN 置為 1，就表示這是一個連接請求或連接接受報(bào)文。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 確認(rèn)比特 ACK —— 只有當(dāng) ACK ? 1 時確認(rèn)號字段才有效?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位不是字節(jié)而是 32 bit 字（ 4 字節(jié)為計(jì)算單位）。 TCP 連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個字節(jié)都編上一個序號。 計(jì)算 UDP 檢驗(yàn)和的例子 10011001 00010011 → 00001000 01101000 → 10101011 00000011 → 00001110 00001011 → 00000000 00010001 → 0 和 17 00000000 00001111 → 15 00000100 00111111 → 1087 00000000 00001101 → 13 00000000 00001111 → 15 00000000 00000000 → 0 （檢驗(yàn)和） 01010100 01000101 → 數(shù)據(jù) 01010011 01010100 → 數(shù)據(jù) 01001001 01001110 → 數(shù)據(jù) 01000111 00000000 → 數(shù)據(jù)和 0（填充） 10010110 11101011 → 求和得出的結(jié)果 01101001 00010100 → 檢驗(yàn)和 12 字節(jié) 偽首部 8 字節(jié)