【正文】 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。 22 16 “乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 傳輸輪次 發(fā)送端每收到一個對新報文段的確認，就把發(fā)送端的擁塞窗口加 1，因此擁塞窗口 cwnd 隨著傳輸輪次按指數(shù)規(guī)律增長。于是發(fā)送端可以接著發(fā)送 M1 和 M2 兩個報文段。 ―乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 傳輸輪次 發(fā)送端的發(fā)送窗口不能超過擁塞窗口 cwnd 和接收端窗口 rwnd 中的最小值。 ?這樣做的目的就是要迅速減少主機發(fā)送到網(wǎng)絡中的分組數(shù)，使得發(fā)生擁塞的路由器有足夠時間把隊列中積壓的分組處理完畢。一個傳輸輪次所經(jīng)歷的時間其實就是往返時間 RTT。 ?當 cwnd ssthresh 時，停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。 幾種擁塞控制方法 慢開始算法的原理 ? 在主機剛剛開始發(fā)送報文段時，可先設置擁塞窗口 cwnd = 1，即設置為一個最大報文段 MSS 的數(shù)值。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。 ?將擁塞發(fā)生的信息傳送到可采取行動的地方。這點應特別引起重視。 擁塞控制所起的作用 提供的負載 吞吐量 理想的擁塞控制 實際的擁塞控制 0 死鎖（吞吐量 = 0） 無擁塞控制 擁塞 輕度 擁塞 擁塞控制的一般原理 ?擁塞控制是很難設計的，因為它是一個動態(tài)的（而不是靜態(tài)的）問題。 擁塞控制與流量控制的關系 ?擁塞控制所要做的都有一個前提，就是網(wǎng)絡能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡負荷。 ?第二種機制是由發(fā)送方的應用進程指明要求發(fā)送報文段，即 TCP 支持的推送 (push)操作。 ?若窗口仍然是零，則收到這個報文段的一方就重新設置持續(xù)計時器。 假定使用 ARQ協(xié)議，發(fā)送窗口大小是 3，而序號范圍是 [0，15]，而傳輸媒體保證在接收方能夠按序收到分組，在某一時刻，在接收方，下一個期望收到的序號是 5，試問：在發(fā)送窗口中可能有出現(xiàn)的序號組合有那些？ ?主機 A收到向主機 B連續(xù)發(fā)送了兩個 TCP報文段，序號分別是 70和 100，問：（ 1）第 1個報文段攜帶了多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？（ 2）主機 B收到的第一個報文段后發(fā)回的確認號應當是多少？（ 3）主機 B收到第 2個報文段后發(fā)回的確認號是 180，那 A發(fā)送的第 2個報文段中的數(shù)據(jù)有多少字節(jié)？（ 4）如果 A發(fā)送的第 1個報文段丟失了，但第 2個報文段到達了 B,B在第 2個報文段到達后向 A發(fā)送確認，這個確認號應是多少？ （ 1）（ 1001） 70+1=30（字節(jié)） （ 2） 100 （ 3） 179100+1=80（字節(jié)）（ 4） 70 持續(xù)計時器 (persistence timer)。 ?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)絡發(fā)生擁塞。只是以后在 TCP 報文段的首部中都增加了 SACK 選項，以便報告收到的不連續(xù)的字節(jié)塊的邊界。 ? 左邊界指出字節(jié)塊的第一個字節(jié)的序號，但右邊界減 1 才是 字節(jié)塊中的最后一個序號。 ? 如果這些字節(jié)的序號都在接收窗口之內(nèi)，那么接收方就先收下這些數(shù)據(jù)，但要把這些信息準確地告訴發(fā)送方，使發(fā)送方不要再重復發(fā)送這些已收到的數(shù)據(jù)。 ? 報文段每重傳一次 ， 就把 RTO 增大一些： 新的 RTO ? ? ? (舊的 RTO) ? 系數(shù) ? 的典型值是 2 。 往返時間 RTT? 往返時間的測量相當復雜 ? TCP 報文段 1 沒有收到確認。 ? RFC 2988 建議使用下式計算 RTO： ? RTO ? RTTS + 4 ? RTTD (55) ? RTTD 是 RTT 的偏差的加權平均值。若 ? 很接近于零，表示 RTT 值更新較慢。因而運輸層的往返時間的方差也很大。 超時重傳時間的選擇 ?重傳機制是 TCP 中最重要和最復雜的問題之一。 需要強調(diào)三點 ?A 的發(fā)送窗口并不總是和 B 的接收窗口一樣大（因為有一定的時間滯后）。需要使用特定的算法估算較為合理的重傳時間。 ? TCP 的可靠傳輸機制用字節(jié)的序號進行控制。發(fā)送方無法知道后面三個分組的下落，而只好把后面的三個分組都再重傳一次。 ?累積確認有的優(yōu)點是：容易實現(xiàn)，即使確認丟失也不必重傳。 ?由于信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。 ? ARQ 表明重傳的請求是自動進行的。 ?分組和確認分組都必須進行編號。 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 ? A 收到連接釋放報文段后，必須發(fā)出確認。 TCP 服務器進程通知高層應用進程。 SYN SENT ESTAB LISHED SYN RCVD LISTEN ESTAB LISHED 用三次握手建立 TCP 連接的各狀態(tài) CLOSED CLOSED 數(shù)據(jù)傳送 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 CLOSED 主動關閉 數(shù)據(jù)傳送 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 CLOSED TCP 的連接釋放 ? 數(shù)據(jù)傳輸結束后，通信的雙方都可釋放連接。 B 在確認報文段中應使 SYN = 1，使 ACK = 1， 其確認號 ack = x ? 1，自己選擇的序號 seq = y。 ?主動發(fā)起連接建立的應用進程叫做客戶 (client)。 ? 連接建立過程中要解決以下三個問題： ?要使每一方能夠確知對方的存在。 主機 A向主機 B發(fā)送 TCP報文段，首部中的源端口是 m而目的端口是 n。當 TCP收到ICMP差錯報文時需要用這兩個端口來確定是哪條連接出了差錯。 MSS 告訴對方 TCP： “ 我的緩存所能接收的報文段的數(shù)據(jù)字段的最大長度是 MSS 個字節(jié) 。 在計算檢驗和時 ， 要在 TCP 報文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部 。 FIN ? 1 表明此報文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢 ， 并要求釋放運輸連接 。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 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 的報文段 ，就盡快地交付接收應用進程 ， 而不再等到整個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 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 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 URG ? 1 時 ， 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 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 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 確認號字段 ——占 4 字節(jié) ， 是期望收到對方的下一個報文段的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號 。 運輸層的復用和分用功能都要通過端口才能實現(xiàn) 。 ? 端口號拼接到 ( contatenated with) IP 地址即構成了套接字。 ? TCP 可把太長的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。 ? TCP 提供全雙工通信 ? 面向 字節(jié)流 。 ? 片偏移字段的值分別是： 0， 1480， 2960， 4440， 5920和 7400 傳輸控制協(xié)議 TCP ? TCP 是面向連接的運輸層協(xié)議。 一個 UDP用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段為 8192字節(jié)。 偽首部僅僅是為了計算檢驗和 。 ? 應用程序必須選擇合適大小的報文。 UDP協(xié)議的主要特點 面向報文的 UDP ? 發(fā)送方 UDP 對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付 IP 層。 （ 2）登記端口號： 1024～ 49151，在 IANA登記，防止重復 （ 3）客戶端口號 /短暫端口號： 49152~65535 軟件端口與硬件端口 ? 在協(xié)議棧層間的抽象的協(xié)議端口是軟件端口。 傳輸層尋址與端口號 ? TCP/IP協(xié)議族中用端口號來標識進程； 協(xié)議端口（ protocol port，簡稱端口） 用于區(qū)別應用服務。 ? TCP 則提供面向連接的服務。 ? TCP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 TCP 報文段 (segment) ? UDP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 UDP 報文或用戶數(shù)據(jù)報。 ? 運輸層需要有兩種不同的運輸協(xié)議 ， 即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP。 “ 邏輯通信 ” 的意思是：運輸層之間的通信 好像 是沿水平方向傳送數(shù)據(jù) 。 ? 應用進程之間的通信又稱為 端到端的通信 。 因特網(wǎng)的核心部分 因特網(wǎng)的邊緣部分 主機 網(wǎng)絡 路由器 因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分 運輸層為相互通信的應用進程提供了邏輯通信 5 4 3 2 1 運輸層提供應用進程 間的邏輯 通信 主機 A 主機 B 應用進程 應用進程 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 運輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍 AP3 復用 分用 應用進程之間的通信 ? 兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的 應用進程互相通信 。 ? “ 運輸層提供應用進程間的邏輯通信 ” 。 ? 運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測 。 TCP SPX UDP TCP/IP IPX ? 兩個對等運輸實體在通信時傳送的數(shù)據(jù)單位叫作 運輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU (Transport Protocol Data Unit) ； ? TPDU有效載荷是應用層的數(shù)據(jù)。雖然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情況下 UDP 是一種最有效的工作方式。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機資源。 ? 端口號的分配 ：端口號為 16bits，表示 0～ 65535個端口 ； （ 1）熟知端口 /系統(tǒng)端口號 ： 0～ 1023，服務器使用。 常見的 TCP協(xié)議 WellKn