【正文】 8 16 24 31 填 充 TCP 數(shù)據(jù)部分 TCP 首部 TCP 報(bào)文段 IP 數(shù)據(jù)部分 IP 首部 發(fā)送在前 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(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 源端口和目的端口字段 ——各占 2 字節(jié)。 TCP 連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)。“數(shù)據(jù)偏移”的單位是 32 位字（以 4 字節(jié)為計(jì)算單位）。 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(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) ACK —— 只有當(dāng) ACK ? 1 時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。 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 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 同步 SYN —— 同步 SYN = 1 表示這是一個(gè)連接請(qǐng)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(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 檢驗(yàn)和 —— 占 2 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(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 比特 0 8 16 24 31 填 充 選項(xiàng)字段 —— 長度可變 。 數(shù)據(jù)字段加上 TCP 首部 才等于整個(gè)的 TCP 報(bào)文段。 ? 選擇確認(rèn)選項(xiàng) ——在后面的 節(jié)介紹。 ? 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。 往返時(shí)延和超時(shí)重傳時(shí)間的設(shè)置 ? 由于 TCP 的下層是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，發(fā)送的報(bào)文段可能只經(jīng)過一個(gè)高速率的局域網(wǎng)，也可能經(jīng)過多個(gè)低速率的網(wǎng)絡(luò)，并且每個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)所選擇的路由還可能不同。這樣得出的加權(quán)平均往返時(shí)間 RTTs和超時(shí)重傳時(shí)間 RTO就較準(zhǔn)確。若 ? 很接近于零，表示 RTT 值更新較慢。 ? RFC 2988 建議使用下式計(jì)算 RTO： ? RTO ? RTTS + 4 ? RTTD (55) ? RTTD 是 RTT 的偏差的加權(quán)平均值 。 選擇確認(rèn) SACK (Selective ACK) 若收到的報(bào)文段無差錯(cuò)，只是未按序號(hào)，中間還缺少一些序號(hào)的數(shù)據(jù)，那么能否只傳送缺少的數(shù)據(jù)而不重傳已收到的數(shù)據(jù)。 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? seq = 1, DATA seq = 201, DATA seq = 401, DATA seq = 301, DATA seq = 101, DATA seq = 201, DATA seq = 501, DATA ACK = 1, ack = 201, rwnd = 300 ACK = 1, ack = 601, rwnd = 0 ACK = 1, ack = 501, rwnd = 100 A B 允許 A 發(fā)送序號(hào) 201 至 500 共 300 字節(jié) A 發(fā)送了序號(hào) 101 至 200，還能發(fā)送 200 字節(jié) A 發(fā)送了序號(hào) 301 至 400，還能再發(fā)送 100 字節(jié)新數(shù)據(jù) A 發(fā)送了序號(hào) 1 至 100，還能發(fā)送 300 字節(jié) A 發(fā)送了序號(hào) 401 至 500，不能再發(fā)送新數(shù)據(jù)了 A 超時(shí)重傳舊的數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送新的數(shù)據(jù) 允許 A 發(fā)送序號(hào) 501 至 600 共 100 字節(jié) A 發(fā)送了序號(hào) 501 至 600，不能再發(fā)送了 不允許 A 再發(fā)送（到序號(hào) 600 為止的數(shù)據(jù)都收到了） 丟失！ 流量控制舉例 A 向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 第二種 機(jī)制是由發(fā)送方的應(yīng)用進(jìn)程指明要求發(fā)送報(bào)文段，即 TCP 支持的推送 (push)操作。 出現(xiàn)資源擁塞的條件： 對(duì)資源需求的總和 可用資源 (57) ? 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。 ? 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。 ? 但如果有另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，鏈路傳輸速率為 1Mb/s，有 1000臺(tái)大型計(jì)算機(jī)連接在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，假設(shè)其中的 500臺(tái)計(jì)算機(jī)向另外的 500臺(tái)以 100Kb/s的速率發(fā)送文件，那么現(xiàn)在的問題就是接收端能來得及接收，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的輸入負(fù)載超過了網(wǎng)絡(luò)的承受能力。 ? 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。屬于閉環(huán)控制的有以下幾種措施： ? 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以便檢測到擁塞在何時(shí)、何處發(fā)生。 慢開始和擁塞避免 ? 慢開始和擁塞避免算法是 1988年提出的 TCP擁塞控制算法， ? 慢開始算法的思路是 ：主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不是立即把大量數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)，而是先探測一下，即由小到大逐漸增大發(fā)送窗口，也就是說由小到大逐漸增大擁塞窗口的數(shù)值，可以使分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合理。 ? 快重傳算法 ：首先要求接收方每收到一個(gè)失序的報(bào)文段就立即發(fā)出重復(fù)確認(rèn)（為的是使發(fā)送方及早知道有報(bào)文段沒有到達(dá)對(duì)方）而不要等待自己發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才進(jìn)行捎帶確認(rèn)。 尾部丟棄策略 :路由器隊(duì)列通常按照“先進(jìn)先出”的規(guī)則處理到來的分組，由于隊(duì)列長度總是有限的，因此當(dāng)隊(duì)列已滿時(shí)以后再到達(dá)的分組將都被丟棄，這就叫 …. 全局同步 ：路由器的尾部丟棄策略會(huì)導(dǎo)致一連串的分組的丟失，導(dǎo)致發(fā)送方出現(xiàn)超時(shí)重傳，使 TCP進(jìn)入擁塞控制的慢開始狀態(tài)，更嚴(yán)重的是，網(wǎng)絡(luò)中通常有很多的 TCP連接，這些連接中的報(bào)文段通常是復(fù)用在網(wǎng)絡(luò)層的 IP數(shù)據(jù)報(bào)中傳送，結(jié)果使這許多的 TCP連接同時(shí)突然進(jìn)入慢開始狀態(tài)。 ? RED 對(duì)每一個(gè)到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)都先計(jì)算平均隊(duì)列長度 LAV。 RED 將路由器的到達(dá)隊(duì)列 劃分成為三個(gè)區(qū)域 從隊(duì)首 發(fā)送 最小門限 THmin 最大門限 THmin 分組 到達(dá) 平均隊(duì)列長度 Lav 排隊(duì) 丟棄 以概率 p 丟棄 59 TCP 的運(yùn)輸連接管理 運(yùn)輸連接管理的定義： TCP是面向連接的協(xié)議，運(yùn)輸連接是用來傳送 TCP報(bào)文的。 ? 要使每一方能夠確知對(duì)方的存在。 ? 主動(dòng)發(fā)起連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做 客戶(client)。 ? B 在確認(rèn)報(bào)文段中應(yīng)使 SYN = 1，使 ACK = 1， 其確認(rèn)號(hào) ack = x ? 1，自己選擇的序號(hào) seq = y。 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(dòng)打開 被動(dòng)打開 A B 客戶 服務(wù)器 TCP 的連接建立 CLOSED 主動(dòng)關(guān)閉 數(shù)據(jù)傳送 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務(wù)器 CLOSED TCP 的連接釋放 ? 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，通信的雙方都可釋放連接。 ? TCP 服務(wù)器進(jìn)程通知高層應(yīng)用進(jìn)程。 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 TCP 的連接釋放 ? A 收到連接釋放報(bào)文段后，必須發(fā)出確認(rèn)。 ? 第二，防止 “已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段”出現(xiàn)在本連接中。 ? 每個(gè)方框中的大寫英文字符串是 TCP 標(biāo)準(zhǔn)所使用的 TCP 連接狀態(tài)名。 ? 粗實(shí)線箭頭 表示對(duì)客戶進(jìn)程的正常