【正文】 段：這是為了使整個(gè)首部長度是 4 字節(jié)的整數(shù)倍。 ” MSS (Maximum Segment Size)是 TCP 報(bào)文段中的 數(shù)據(jù)字段的最大長度 。 ? 時(shí)間戳選項(xiàng) ——占 10 字節(jié)，其中最主要的字段時(shí)間戳值字段（ 4 字節(jié)）和時(shí)間戳回送回答字段（ 4 字節(jié)）。 ? 接收緩存用來暫時(shí)存放： – 按序到達(dá)的、但尚未被接收應(yīng)用程序讀取的數(shù)據(jù)； – 不按序到達(dá)的數(shù)據(jù)。 ? TCP 要求接收方必須有累積確認(rèn)的功能，這樣可以減小傳輸開銷。 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 注意： 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 加權(quán)平均往返時(shí)間： ? TCP 保留了 RTT 的一個(gè) 加權(quán)平均往返時(shí)間 RTTS（這又稱為 平滑的往返時(shí)間 ）。若選擇 ? 接近于 1，則表示 RTT 值更新較快。 ? RFC 2988 建議這樣計(jì)算 RTTD。 ? 這樣得出的加權(quán)平均 RTTS 和超時(shí)重傳時(shí)間 RTO 就較準(zhǔn)確。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的流量控制 利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制 ? 一般說來，我們總是希望數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶煲恍? 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的流量控制 利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制 持續(xù)計(jì)時(shí)器 ： ? TCP 為每一個(gè)連接設(shè)有一個(gè)持續(xù)計(jì)時(shí)器。 ? 若窗口不是零，則死鎖的僵局就可以打破了。 ? 第三種機(jī)制 是發(fā)送方的一個(gè)計(jì)時(shí)器期限到了，這時(shí)就把當(dāng)前已有的緩存數(shù)據(jù)裝入報(bào)文段（但長度不能超過 MSS）發(fā)送出去。 ? 擁塞控制是一個(gè) 全局性 的過程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。 ? 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)正朝著高速化的方向發(fā)展，這很容易出現(xiàn)緩存不夠大而造成分組的丟失。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 慢開始和擁塞避免： ? 發(fā)送方維持一個(gè)叫做 擁塞窗口 cwnd (congestion window)的狀態(tài)變量。 ? 發(fā)送方控制擁塞窗口的原則 是：只要網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就再增大一些，以便把更多的分組發(fā)送出去。 ? 用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口 cwnd，可以使分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合理。 ? 例如，擁塞窗口 cwnd = 4，這時(shí)的往返時(shí)間 RTT 就是發(fā)送方連續(xù)發(fā)送 4 個(gè)報(bào)文段，并收到這 4 個(gè)報(bào)文段的確認(rèn)，總共經(jīng)歷的時(shí)間。 ? “ 擁塞避免 ” 并非指完全能夠避免了擁塞。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。但接下去不執(zhí)行慢開始算法。 ? 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)。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。 SYN SENT ESTAB LISHED SYN RCVD LISTEN ESTAB LISHED CLOSED CLOSED 數(shù)據(jù)傳送 主動(dòng)打開 被動(dòng)打開 A B 客戶 服務(wù)器 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的運(yùn)輸連接管理 TCP的連接建立 CLOSED FIN WAIT1 CLOSE WAIT FIN WAIT2 LAST ACK 等待 2MSL TIME WAIT ? 主動(dòng)關(guān)閉 被動(dòng)關(guān)閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應(yīng)用 進(jìn)程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務(wù)器 CLOSED TCP 連接必須經(jīng)過時(shí)間 2MSL 后才真正釋放掉。這樣就可以使下一個(gè)新的連接中不會(huì)出現(xiàn)這種舊的連接請求報(bào)文段。 ? 第二，防止 “ 已失效的連接請求報(bào)文段 ” 出現(xiàn)在本連接中。 – 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）。 ? 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 。 從連續(xù)收到三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)轉(zhuǎn)入擁塞避免 24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 傳輸輪次 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 慢開始 “乘法減小 ” 擁塞避免 “ 加法增大 ” TCP Reno 版本 TCP Tahoe 版本 (已廢棄不用） ssthresh 的初始值 擁塞避免 “ 加法增大 ” 新的 ssthresh 值 慢開始 快恢復(fù) 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的擁塞控制 隨機(jī)早期檢測 RED ? 使路由器的隊(duì)列維持兩個(gè)參數(shù)，即隊(duì)列長度最小門限 THmin 和最大門限 THmax。 ? 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。 ? “ 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(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)。 ? 一個(gè)傳輸輪次所經(jīng)歷的時(shí)間其實(shí)就是往返時(shí)間 RTT。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 慢開始算法的原理： ? 在主機(jī)剛剛開始發(fā)送報(bào)文段時(shí)可先設(shè)置擁塞窗口 cwnd = 1，即設(shè)置為一個(gè)最大報(bào)文段 MSS 的數(shù)值。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。 ? 在許多情況下，甚至正是 擁塞控制本身 成為引起網(wǎng)絡(luò)性能惡化甚至發(fā)生死鎖的原因。 ? 流量控制所要做的就是 抑制發(fā)送端 發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。 ? 出現(xiàn)資源擁塞的條件： 對資源需求的總和 可用資源 ? 若網(wǎng)絡(luò)中有許多資源同時(shí)產(chǎn)生擁塞，網(wǎng)絡(luò)的性能就要明顯變壞，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 吞吐量 將隨輸入負(fù)荷的增大而下降。只要緩存中存放的數(shù)據(jù)達(dá)到 MSS 字節(jié)時(shí)，就組裝成一個(gè) TCP 報(bào)文段發(fā)送出去。 ? 若持續(xù)計(jì)時(shí)器設(shè)置的時(shí)間到期，就發(fā)送一個(gè)零窗口探測報(bào)文段（僅攜帶 1 字節(jié)的數(shù)據(jù)），而對方就在確認(rèn)這個(gè)探測報(bào)文段時(shí)給出了現(xiàn)在的窗口值。 ? 流量控制 (flow control)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。 ? 當(dāng)不再發(fā)生報(bào)文段的重傳時(shí)，才根據(jù)報(bào)文段的往返時(shí)延更新平均往返時(shí)延 RTT 和超時(shí)重傳時(shí)間 RTO 的數(shù)值。在以后的測量中，則使用下式計(jì)算加權(quán)平均的 RTTD： 新的 RTTD = (1 ? ?) ? (舊的 RTTD) + ? ? ?RTTS ? 新的 RTT 樣本 ? ? ? 是個(gè)小于 1 的系數(shù)，其推薦值是 1/4，即 。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 超時(shí)重傳時(shí)間 RTO： ? RTO 應(yīng)略大于上面得出的加權(quán)平均往返時(shí)間 RTTS。以后每測量到一個(gè)新的 RTT 樣本，就按下式重新計(jì)算一次 RTTS： 新的 RTTS ? (1 ? ?) ? (舊的 RTTS) ? ? ? (新的 RTT 樣本 ) ? 式中， 0 ? ? ? 1。 ? TCP 每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段，就對這個(gè)報(bào)文段設(shè)置一次計(jì)時(shí)器。 ? TCP 標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定對不按序到達(dá)的數(shù)據(jù)應(yīng)如何處理。 前 移 不允許發(fā)送 已發(fā)送并 收到確認(rèn) A 的發(fā)送窗口 = 20 允許發(fā)送的序號(hào) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 B 期望 收到的序號(hào) 前沿 后沿 前移 收縮 根據(jù) B 給出的窗口值 A 構(gòu)造出自己的發(fā)送窗口 TCP 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)烈不贊成 發(fā)送窗口前沿向后收縮 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口 A 發(fā)送了 11 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) 不允許發(fā)送 已發(fā)送并 收到確認(rèn) A 的發(fā)送窗口位置不變 允許發(fā)送但尚未發(fā)送 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 已發(fā)送但未收到確認(rèn) 56 P1 P2 P3 不允許接收 已發(fā)送確認(rèn) 并交付主機(jī) B 的接收窗口 允許接收 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 未按序收到 可用窗口 P3 – P1 = A 的發(fā)送窗口（又稱為通知窗口） P2 – P1 = 已發(fā)送但尚未收到確認(rèn)的字節(jié)數(shù) P3 – P2 = 允許發(fā)送但尚未發(fā)送的字節(jié)數(shù)（又稱為可用窗口） 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國 TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口 A 收到新的確認(rèn)號(hào)，發(fā)送窗口向前滑動(dòng) 允許發(fā)送但尚未發(fā)送 A 的發(fā)送窗口向前滑動(dòng) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 已發(fā)送并收到確認(rèn)