【正文】 79 運輸層 TCP 連接管理 三次握手 : 步驟 1: 客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送 TCP SYN報文段 ? 指定初始序號 ? 沒有數(shù)據(jù) 步驟 2: 服務(wù)器收到 SYN報文段 , 用 SYNACK報文段回復(fù) ? 服務(wù)器為該連接分配緩沖區(qū)和變量 ? 指定服務(wù)器初始序號 步驟 3: 客戶機(jī)接收到 SYNACK, 用 ACK報文段回復(fù) ,可能包含數(shù)據(jù) SYN, SEQ = x SYN, SEQ = y, ACK = x + 1 SYN, SEQ = x+1,ACK = y + 1 客戶機(jī) 服務(wù)器 80 運輸層 TCP 連接管理 (續(xù) ) 關(guān)閉連接 : 客戶關(guān)閉套接字 : ()。 y= 73, 因此接收方期待 73+ 。確認(rèn)報文通常攜帶著被確認(rèn)的分組或多個分組的序號。 客戶機(jī) IP:B P2 客戶機(jī) IP: A P1 P1 P3 服務(wù)器 IP: C SP: 6428 DP: 9157 SP: 9157 DP: 6428 SP: 6428 DP: 5775 SP: 5775 DP: 6428 SP提供了“返回地址” 12 運輸層 面向連接分解 ? TCP套接字由四元組標(biāo)識 : ? 源 IP地址 ? 源端口號 ? 目的 IP地址 ? 目的端口號 ? 接收主機(jī)使用這四個值來將段定向到適當(dāng)?shù)奶捉幼? ? 服務(wù)器主機(jī)可能支持許多并行的 TCP套接字： ? 每個套接字由其自己的四元組標(biāo)識 ? Web服務(wù)器對每個連接的客戶機(jī)具有不同的套接字 ? 非持久 HTTP將為每個請求具有不同的套接字 13 運輸層 面向連接分解 (續(xù) ) 客戶機(jī) IP:B P1 客戶機(jī) IP: A P1 P2 P4 服務(wù)器 IP: C SP: 9157 DP: 80 SP: 9157 DP: 80 P5 P6 P3 DIP:C SIP: A DIP:C SIP: B SP: 5775 DP: 80 DIP:C SIP: B 14 運輸層 面向連接分解 : 多線程 Web服務(wù)器 客戶機(jī) IP:B P1 客戶機(jī) IP: A P1 P2 服務(wù)器 IP: C SP: 9157 DP: 80 SP: 9157 DP: 80 P4 P3 DIP:C SIP: A DIP:C SIP: B SP: 5775 DP: 80 DIP:C SIP: B 15 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 16 運輸層 UDP: 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 [RFC 768] ? “沒有不必要的 ,” “基本要素” 互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議 ? “盡力而為”服務(wù)， UDP段可能： ? 丟包 ? 對應(yīng)用程序交付失序 ? 無連接 : ? 在 UDP發(fā)送方和接收方之間無握手 ? 每個 UDP段的處理獨立于其他段 為何要有 UDP協(xié)議 ? ? 無連接創(chuàng)建 (它將增加時延 ) ? 簡單：在發(fā)送方、接收方無連接狀態(tài) ? 段首部小 ? 無擁塞控制 : UDP能夠盡可能快地傳輸 17 運輸層 UDP: 其他 ? 常用于流式多媒體應(yīng)用 ?丟包容忍 ?速率敏感 ?其他 UDP應(yīng)用 ? DNS ? SNMP ? 經(jīng) UDP的可靠傳輸 : 在應(yīng)用層增加可靠性 ?應(yīng)用程序特定的差錯恢復(fù)！ 源端口 目的端口 32 bits 應(yīng)用數(shù)據(jù) (報文 ) UDP 段格式 長度 檢查和 UDP段的長度，包括首部，以字節(jié)計 18 運輸層 UDP檢查和 發(fā)送方 : ? 將段內(nèi)容處理為 16比特整數(shù)序列 ? 檢查和 : 段內(nèi)容的加法(反碼和 ) ? 發(fā)送方將檢查和放入UDP檢查和字段 接收方 : ? 計算接收的段的檢查和 ? 核對計算的檢查和是否等于檢查和字段的值 : ? NO – 檢測到差錯 ? YES – 無差錯檢測到。 雖然如此，還可能有差錯嗎？ 詳情見后 …… 目的 : 在傳輸?shù)亩沃袡z測“差錯” (如比特翻轉(zhuǎn) ) 19 運輸層 互聯(lián)網(wǎng)檢查和例子 ? 注 意 ?當(dāng) 數(shù)字作加法時，最高位進(jìn)比特位的進(jìn)位需要加到結(jié)果中 ? 例子 : 兩個 16bit整數(shù) 相加 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 回卷 和 檢查和 20 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 21 運輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? 在應(yīng)用層、運輸層、數(shù)據(jù)鏈路層的重要性 ? 重要的網(wǎng)絡(luò)主題中的最重要的 10個之一 ! ? 不可靠信道的特點決定了可靠數(shù)據(jù)傳輸 協(xié)議 (rdt) 的復(fù)雜性 22 運輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸 : 基本概念 發(fā)送側(cè) 接收側(cè) rdt_send(): called from above, (., by app.). Passed data to deliver to receiver upper layer udt_send(): called by rdt, to transfer packet over unreliable channel to receiver rdt_rcv(): called when packet arrives on rcvside of channel deliver_data(): called by rdt to deliver data to upper 23 運輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸 : 基本概念 我們將 : ? 增強(qiáng)研發(fā)發(fā)送方，可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 (rdt) 的接收方側(cè) ? 僅考慮單向數(shù)據(jù)傳輸 ? 但控制信息將在兩個方向流動！ ? 使用有限狀態(tài)機(jī) (FSM)來定義發(fā)送方和接收方 狀態(tài) 1 狀態(tài) 2 引起狀態(tài)變遷的事件 狀態(tài)變遷所采取的行動 狀態(tài) : 當(dāng)位于這個“狀態(tài)時 ”，下個狀態(tài)惟一地由下個事件決定 事件 動作 24 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 25 運輸層 : 經(jīng)可靠信道的可靠傳輸 ? 底層信道非常可靠 ? 無比特差錯 ? 無分組丟失 ? 裝發(fā)送方、接收方的單獨 FSM: ? 發(fā)送方將數(shù)據(jù)發(fā)向底層信道 ? 接收方從底層信道讀取數(shù)據(jù) Wait for call from above packet = make_pkt(data) udt_send(packet) rdt_send(data) extract (packet,data) deliver_data(data) Wait for call from below rdt_rcv(packet) 發(fā)送方 接收方 26 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(jié)構(gòu) ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 連接管理 ? 擁塞控制的原則 ? TCP擁塞控制 ? 機(jī)制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 27 運輸層 : 具有比特差錯的信道 ? underlying channel may flip bits in packet ? checksum to detect bit errors ? the question: how to recover from errors: ? acknowledgements (ACKs): receiver explicitly tells sender that pkt received OK ? negative acknowledgements (NAKs): receiver explicitly tells sender that pkt had errors ? sender retransmits pkt on receipt of NAK ? new mechanisms in (beyond ): ? error detection ? receiver feedback: control msgs (ACK,NAK) rcvrsender 28 運輸層 : FSM規(guī)格參數(shù) 等待來自上面的調(diào)用 snkpkt = make_pkt(data, checksum) udt_send(sndpkt) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) udt_send(ACK) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isACK(rcvpkt) udt_send(sndpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isNAK(rcvpkt) udt_send(NAK) rdt_rcv(rcvpkt) corrupt(rcvpkt) 等待 ACK 或 NAK 等待來自下面的調(diào)用 發(fā)送方 接收方 rdt_send(data) L 29 運輸層 : 無差錯時的操作 等待來自上面的調(diào)用 snkpkt = make_pkt(data, checksum) udt_send(sndpkt) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) udt_send(ACK) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isACK(rcvpkt) udt_send(sndpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isNAK(rcvpkt) udt_send(NAK) rdt_rcv(rcvpkt) corrupt(rcvpkt) 等待 ACK 或NAK 等待來自下面的調(diào)用 rdt_send(data) L 30 運輸層 : 有差錯時的情況 等待來自上面的調(diào)用 snkpkt = make_pkt(data, checksum) udt_send(sndpkt) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) udt_send(ACK) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isACK(rcvpkt) udt_send(sndpkt) rdt_rcv(rcvpkt) isNAK(rcvpkt) udt_send(NAK) rdt_rcv(rc