【正文】 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 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 A 發(fā)送了 11 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) 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） 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) 不允許 發(fā)送 已發(fā)送 但未收到確認(rèn) 56 P1 P2 P3 允許接收 B 的接收窗口向前滑動(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)送確認(rèn) 并交付主機(jī) 不允許 接收 56 未按序收到 A 收到新的確認(rèn)號(hào)，發(fā)送窗口向前滑動(dòng) 先存下，等待缺少的 數(shù)據(jù)的到達(dá) 不允許 發(fā)送 已發(fā)送并收到確認(rèn) A 的發(fā)送窗口已滿，有效窗口為零 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 A 的發(fā)送窗口內(nèi)的序號(hào)都已用完， 但還沒有再收到確認(rèn)，必須停止發(fā)送。新的窗口值等于 TCP 首部中的窗口位數(shù)增大到 (16 + S)，相當(dāng)于把窗口值向左移動(dòng) S 位后獲得實(shí)際的窗口大小。 MSS 告訴對(duì)方 TCP：“ 我的緩存所能接收的報(bào)文段的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度是 MSS 個(gè)字節(jié) 。 在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí) ， 要在 TCP 報(bào)文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部 。 FIN ? 1 表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運(yùn)輸連接。 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(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 位 0 8 16 24 31 填 充 推送 PSH (PuSH) —— 接收 TCP 收到 PSH = 1 的報(bào)文段，就盡快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。 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(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 位 0 8 16 24 31 填 充 緊急 URG —— 當(dāng) URG ? 1 時(shí)，表明緊急指針字段有效。 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(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 位 0 8 16 24 31 填 充 確認(rèn)號(hào)字段 ——占 4 字節(jié)，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。運(yùn)輸層的復(fù)用和分用功能都要通過端口才能實(shí)現(xiàn)。 ? TCP連接的往返時(shí)間 RTT 也 不是固定不變的 。 2022/2/16 48 TCP 可靠通信的具體實(shí)現(xiàn) ? TCP 連接的每一端都必須設(shè)有兩個(gè)窗口——一個(gè) 發(fā)送窗口 和一個(gè) 接收窗口 。這時(shí)接收方只能對(duì)前兩個(gè)分組發(fā)出確認(rèn)。即不必對(duì)收到的分組逐個(gè)發(fā)送確認(rèn)，而是對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)，這樣就表示： 到這個(gè)分組為止的所有分組都已正確收到了 。 2022/2/16 42 信道利用率 ? 停止等待協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是信道利用率太低。 2022/2/16 40 確認(rèn)丟失和確認(rèn)遲到 A 發(fā)送 M1 B 超時(shí) 重傳 M1 發(fā)送 M2 丟棄 重復(fù)的 M1 重傳確認(rèn) M1 ? (a) 確認(rèn)丟失 確認(rèn) M1 A 發(fā)送 M1 B 超時(shí) 重傳 M1 發(fā)送 M2 丟棄 重復(fù)的 M1 重傳確認(rèn) M1 ? (b) 確認(rèn)遲到 確認(rèn) M1 收下遲到 的確認(rèn) 但什么也不做 t t t t 2022/2/16 41 可靠通信的實(shí)現(xiàn) ? 使用上述的確認(rèn)和重傳機(jī)制，我們就可以 在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠的通信 。 ? 在操作系統(tǒng)內(nèi)核中連網(wǎng)協(xié)議的 Berkeley 實(shí)現(xiàn) ， 稱為 socket 實(shí)現(xiàn) 。即： TCP 連接 ::= {socket1, socket2} = {(IP1: port1), (IP2: port2)} (52) 2022/2/16 37 同一個(gè)名詞 socket 有多種不同的意思 ? 應(yīng)用編程接口 API 稱為 socket API, 簡(jiǎn)稱為 socket。 ? TCP 連接的端點(diǎn)不是主機(jī)，不是主機(jī)的IP 地址，不是應(yīng)用進(jìn)程，也不是運(yùn)輸層的協(xié)議端口。 ? TCP 可把太長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。 ? 面向字節(jié)流 。 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 11101101 → 求和得出的結(jié)果 01101001 00010010 → 檢驗(yàn)和 12 字節(jié) 偽首部 8 字節(jié) UDP 首部 7 字節(jié) 數(shù)據(jù) 填充 按二進(jìn)制反碼運(yùn)算求和 將得出的結(jié)果求反碼 全 0 17 15 1087 13 15 全 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 全 0 2022/2/16 32 傳輸控制協(xié)議 TCP 概述 TCP 最主要的特點(diǎn) ? TCP 是 面向連接 的運(yùn)輸層協(xié)議。 2022/2/16 26 UDP 是面向報(bào)文的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分 IP 首部 IP 層 UDP 首部 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分 運(yùn)輸層 應(yīng)用層報(bào)文 應(yīng)用層 2022/2/16 27 UDP 的首部格式 偽首部 源端口 目的端口 長(zhǎng) 度 檢驗(yàn)和 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP長(zhǎng)度 源 IP 地址 目的 IP 地址 0 17 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 字節(jié) 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字節(jié) 發(fā)送在前 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào) 2022/2/16 28 UDP 基于端口的分用 IP 層 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá) 端口 2 端口 3 端口 1 UDP 分用 偽首部 源端口 目的端口 長(zhǎng) 度 檢驗(yàn)和 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP長(zhǎng)度 源 IP 地址 目的 IP 地址 0 17 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 字節(jié) 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字節(jié) 發(fā)送在前 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào) 用戶數(shù)據(jù)報(bào) UDP 有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。 UDP 對(duì)應(yīng)用層交下來的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。 UDP 沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。 ? 雖然 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)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(diǎn) 。 ? 客戶端口號(hào) 或 短暫端口號(hào) ，數(shù)值為49152~65535，留給客戶進(jìn)程選擇暫時(shí)使用。 在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒有聯(lián)系的 。 ? 路由器或交換機(jī)上的端口是 硬件端口 。 ? 我們往往需要利用目的主機(jī)提供的功能來識(shí)別終點(diǎn)，而不需要知道實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的進(jìn)程。這是因?yàn)樵谝蛱鼐W(wǎng)上使用的計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)種類很多，而不同的操作系統(tǒng)又使用不同格式的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符。 ? TCP 報(bào)文段是在運(yùn)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 。 由于 TCP 要提供可靠的 、 面向連接的運(yùn)輸服務(wù) ， 因此不可避免地增加了許多的開銷 。 對(duì)方的運(yùn)輸層在收到 UDP 報(bào)文后 ， 不需要給出任何確認(rèn) 。 ? 當(dāng)運(yùn)輸層采用無連接的 UDP 協(xié)議時(shí)，這種邏輯通信信道是一條 不可靠信道 。 ? 運(yùn)輸層還要對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè) 。 ? “ 運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信 ” 。 運(yùn)輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信 5 4 3 2 1 運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信 主機(jī) A 主機(jī) B 應(yīng)用進(jìn)程 應(yīng)用進(jìn)程 路由器 1 路由器 2 AP1 LAN2 WAN AP2 AP3 AP4 IP 層 LAN1 AP1 AP2 AP4 端口 端口 5 4 3 2 1 IP 協(xié)議的作用范圍 運(yùn)輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍 AP3 2022/2/16 8 應(yīng)用進(jìn)程之間的通信 ? 兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個(gè)主機(jī)中的 應(yīng)用進(jìn)程互相通信 。 ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分中的兩個(gè)主機(jī)使用網(wǎng)絡(luò)的核心部分的功能進(jìn)行端到端的通信時(shí) ， 只有位于網(wǎng)絡(luò)邊緣部分的主機(jī)的協(xié)議棧才有運(yùn)輸層 ， 而網(wǎng)絡(luò)核心部分中的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)都只用到下三層的功能 。應(yīng)用層不同進(jìn)程的報(bào)文通過不同的端口向下交到運(yùn)輸層 ， 再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 。 2022/2/16 9 運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別 ? 應(yīng)用進(jìn)程 … ? ? 應(yīng)用進(jìn)程 … ? IP 協(xié)