【正文】 ]) if (base == nextseqnum) start_timer nextseqnum++ } else refuse_data(data) base = getacknum(rcvpkt)+1 If (base == nextseqnum) stop_timer else start_timer rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) base=1 nextseqnum=1 rdt_rcv(rcvpkt) corrupt(rcvpkt) L 49 運(yùn)輸層 GBN: 接收方擴(kuò)展 FSM ? 只有 ACK: 對(duì)發(fā)送正確接收的分組總是發(fā)送具有最高按序序號(hào)的 ACK ? 可能產(chǎn)生冗余的 ACKs ? 僅僅需要記住期望的序號(hào)值 （ expectedseqnum） ? 對(duì)失序的分組 : ? 丟棄 (不緩存 ) 沒有接收緩沖區(qū) ! ? 重新確認(rèn)具有按序的分組 Wait udt_send(sndpkt) default rdt_rcv(rcvpkt) notcurrupt(rcvpkt) hasseqnum(rcvpkt,expectedseqnum) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) sndpkt = make_pkt(expectedseqnum,ACK,chksum) udt_send(sndpkt) expectedseqnum++ expectedseqnum=1 sndpkt = make_pkt(expectedseqnum,ACK,chksum) L 等待 50 運(yùn)輸層 GBN 操作 發(fā)送方 接收方 51 運(yùn)輸層 選擇性重傳（ Selective Repeat） GBN改善了信道效率，但仍然有不必要重傳問題 ?接收方分別確認(rèn)所有正確接收的報(bào)文段 ?需要緩存分組 , 以便最后按序交付給給上層 ?發(fā)送方只需要重傳沒有收到 ACK的分組 ?發(fā)送方定時(shí)器對(duì)每個(gè)沒有確認(rèn)的分組計(jì)時(shí) ?發(fā)送窗口 ? N個(gè)連續(xù)的序號(hào) ?也需要限制已發(fā)送但尚未應(yīng)答分組的序號(hào) 52 運(yùn)輸層 選擇性重傳 : 發(fā)送方 , 接收方窗口 a. 發(fā)送方看到的序號(hào) b. 接收方看到的序號(hào) 已經(jīng)確認(rèn) 可用，還未發(fā)送 發(fā)送，還未確認(rèn) 不可用 可接受（窗口內(nèi)） 失序 (已緩存 )但未被確認(rèn) 可接受（窗口內(nèi)） 期待，還未收到 不可用 窗口長(zhǎng)度 N 窗口長(zhǎng)度 N 53 運(yùn)輸層 選擇性重傳 上層傳來數(shù)據(jù) : ? 如果窗口中下一個(gè)序號(hào)可用 , 發(fā)送報(bào)文段 timeout(n): ? 重傳分組 n, 重啟其計(jì)時(shí)器 ACK(n) 在[sendbase,sendbase+N]: ? 標(biāo)記分組 n 已經(jīng)收到 ? 如果 n 是最小未收到應(yīng)答的分組，向前滑動(dòng)窗口 base指針到下一個(gè)未確認(rèn)序號(hào) 發(fā)送方 分組 n在 [rcvbase, rcvbase+N1] ? 發(fā)送 ACK(n) ? 失序 : 緩存 ? 按序 : 交付 (也交付所有緩存的按序分組 ),向前滑動(dòng)窗口到下一個(gè)未收到報(bào)文段的序號(hào) 分組 n在 [rcvbaseN,rcvbase1] ? ACK(n) 其他 : ? 忽略 接收方 54 運(yùn)輸層 選擇重傳的操作 55 運(yùn)輸層 選擇重傳 : 困難的問題 例子 : ? 序號(hào) : 0, 1, 2, 3 ? 窗口長(zhǎng)度 = 3 ? 接收方：在 (a)和 (b)兩種情況下接收方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)差別 ! ? 在 (a)中不正確地將新的冗余的當(dāng)為新的，而在 (b)中不正確地將新的當(dāng)作冗余的 問題 : 序號(hào)長(zhǎng)度與窗口長(zhǎng)度有什么關(guān)系 ? 回答： 窗口長(zhǎng)度小于等于序號(hào)空間的一半 56 運(yùn)輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制及用途總結(jié) 機(jī)制 用途和說明 檢驗(yàn)和 用于檢測(cè)在一個(gè)傳輸分組中的比特錯(cuò)誤。確認(rèn)可以是逐個(gè)的或累積的，這取決于協(xié)議。 y SendBase, 因此新數(shù)據(jù)被確認(rèn) 69 運(yùn)輸層 TCP: 重傳的情況 主機(jī) A 時(shí)間 過早超時(shí)的情況 主機(jī) B Seq=92 超時(shí) 主機(jī) A loss 超時(shí) 丟失確認(rèn)的情況 主機(jī) B X 時(shí)間 Seq=92 超時(shí) SendBase = 100 SendBase = 120 SendBase = 120 Sendbase = 100 70 運(yùn)輸層 TCP 重傳情況 (續(xù) ) 主機(jī) A 丟包 超時(shí) 累計(jì)確認(rèn)情況 主機(jī) B X 時(shí)間 SendBase = 120 71 運(yùn)輸層 TCP ACK 產(chǎn)生 [RFC 1122, RFC 2581] 接收方事件 所期望序號(hào)的報(bào)文段按序到達(dá)。 步驟 1: 客戶機(jī) 向服務(wù)器發(fā)送 TCP FIN控制報(bào)文段 步驟 2: 服務(wù)器收到 FIN，用 ACK回答。 ? 服務(wù)器 : 接受客戶請(qǐng)求 Socket connectionSocket = ()。 57 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)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(shí)延模型 ? 運(yùn)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 58 運(yùn)輸層 TCP概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2023, 2581 ? 全雙工數(shù)據(jù) : ? 同一連接上的雙向數(shù)據(jù)流 ? MSS: 最大報(bào)文段長(zhǎng)度 ? MTU:最大傳輸單元 ? 面向連接 : ? 在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前，初始化發(fā)送方與接收方狀態(tài)，進(jìn)行握手 (交換控制信息 ), ? 流量控制 : ? 發(fā)送方 不能淹沒 接收方 ? 擁塞控制 : ? 抑止發(fā)送方速率來防止過分占用網(wǎng)絡(luò)資源 ? 點(diǎn)到點(diǎn) : ? 一個(gè)發(fā)送方 , 一個(gè)接收方 ? 連接狀態(tài)與端系統(tǒng)有關(guān)，不為路由器所知 ? 可靠、有序的字節(jié)流 : ? 沒有 “報(bào)文邊界” ? 流水線 : ? TCP擁塞和流量控制設(shè)置滑動(dòng)窗口協(xié)議 ? 發(fā)送和接收緩沖區(qū) s oc k etdoorT CPs en d b uf f erT CPr ec ei v e b uf f ers oc k etdoors e g m e n tap pl i c ati onw r i tes da taap pl i c ati onr ea ds da ta59 運(yùn)輸層 TCP 報(bào)文段結(jié)構(gòu) 源端口 目的端口 32 bits 應(yīng)用層數(shù)據(jù) (變長(zhǎng) ) 序號(hào) 確認(rèn)號(hào) 接收窗口 緊急數(shù)據(jù)指針 檢查和 F S R P A U 首部 長(zhǎng)度 未 用 選項(xiàng) (變長(zhǎng) ) URG: 緊急數(shù)據(jù) (一般不用 ) ACK: ACK 序號(hào) 有效 PSH: 立即提交數(shù)據(jù) (一般不用 ) RST, SYN, FIN: 連接建立 (建立和拆連 ) 接收方允許 的字節(jié)數(shù) 對(duì)數(shù)據(jù)字節(jié)計(jì)數(shù) (并非對(duì)報(bào)文段計(jì)數(shù) !) 因特網(wǎng)檢查和 (同 UDP一樣 ) 60 運(yùn)輸層 TCP序號(hào)和確認(rèn)號(hào) 序號(hào) : ?報(bào)文段中第 1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)在字節(jié)流中的位置編號(hào) 確認(rèn)號(hào) : ?期望從對(duì)方收到下一個(gè)字節(jié)的序號(hào) ?累計(jì)應(yīng)答 問題： 接收方如何處理失序報(bào)文段？ 回答： TCP規(guī)范沒有說明， 由實(shí)現(xiàn)者自行選擇實(shí)現(xiàn) : 拋棄 /緩存 主機(jī) A 主機(jī) B 用戶鍵入 ‘C’ 主機(jī)對(duì)接收 到的 ‘C’回 顯給出確認(rèn) 主機(jī)對(duì)收到 的 ‘C’給出確認(rèn) , 回顯 ‘ C’ 時(shí)間 簡(jiǎn)單的 tel情況 捎帶確認(rèn) 61 運(yùn)輸層 TCP往返時(shí)延 (RTT)的估計(jì)與超時(shí) 問題 : 如何設(shè)置 TCP 超時(shí)值 ? ?應(yīng)大于 RTT ?但 RTT是變化的 ?太短 : 過早超時(shí) ?不必要的重傳 ?太長(zhǎng) : 對(duì)報(bào)文段的丟失響應(yīng)太慢 問題 : 如何估計(jì) RTT? ?SampleRTT: 從發(fā)送報(bào)文段到接收到 ACK的測(cè)量時(shí)間 ?忽略重傳 ?SampleRTT會(huì)變化 ,希望估計(jì)的 RTT“較平滑” ?平均最近的測(cè)量值 ,并不僅僅是當(dāng)前 SampleRTT 62 運(yùn)輸層 EstimatedRTT = (1 ?)*EstimatedRTT + ?*SampleRTT ?指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均 (Exponential weighted moving average) ?過去的樣本指數(shù)級(jí)衰減來產(chǎn)生影響 ?典型值 : ? = TCP往返時(shí)延估計(jì)與超時(shí) (續(xù) ) 63 運(yùn)輸層 RTT估計(jì)的例子 R TT: gai a . c s . um a s s . e du t o f a nt a s i a . e ure c om . f r1001502002503003501 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106t i m e ( s e c onn ds )RTT (milliseconds)Sa m p l e R T T Es t i m a t e d R T T64 運(yùn)輸層 TCP往返時(shí)延估計(jì)與超時(shí) (續(xù) ) 設(shè)置超時(shí)間隔 ? EstimtedRTT 加 “安全余量” ?EstimatedRTT大變化 更大的安全 余量 ? 首先估算 EstimatedRTT與 SampleRTT之間差值有多大 : TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4*DevRTT DevRTT = (1?)*DevRTT + ?*|SampleRTTEstimatedRTT| (典型地 , ? = ) 然后估算超時(shí)值 : 65 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)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(shí)延模型 ? 運(yùn)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 66 運(yùn)輸層 TCP 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? TCP在 IP不可靠服務(wù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) ?流水線發(fā)送報(bào)文段 ?累計(jì)確認(rèn) ? TCP使用單個(gè)重傳計(jì)時(shí)器 ?重傳被下列事件觸發(fā) : ?超時(shí)事件 ?重復(fù) ACK ?先考慮簡(jiǎn)化的 TCP發(fā)送方 : ? 忽略重復(fù) ACK ? 忽略流量控制，擁塞控制 67 運(yùn)輸層 TCP 發(fā)送方事件 : ?根據(jù)序號(hào)創(chuàng)建報(bào)文段 ?序號(hào)是報(bào)文段中第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)流編號(hào) ?如果未啟動(dòng)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 (考慮計(jì)時(shí)器用于最早的沒有確認(rèn)的報(bào)文段 ) ?超時(shí)間隔 : TimeOutInterval= EstimatedRTT + 4*DevRTT : ?重傳導(dǎo)致超時(shí)的報(bào)文段 ?重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 ： ?如果確認(rèn)了先前未被確認(rèn)的報(bào)文段 ?更新被確認(rèn)的報(bào)文段序號(hào) ?如果還有未被確認(rèn)的報(bào)文段，重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 68 運(yùn)輸層 TCP 發(fā)送方 (簡(jiǎn)化的 ) NextSeqNum = InitialSeqNum SendBase = InitialSeqNum loop (forever) { switch(event) event: data received from application above create TCP segment with sequence number NextSeqNum if (timer c