【正文】 ?如果對相同數(shù)據(jù)，發(fā)送方收到 3個 ACK, 假定被確認的報文段以后的報文段丟失了 : ?快速重傳 : 在定時器超時之前重傳 73 運輸層 事件 : 收到 ACK, ACK 域的值為 y if (y SendBase) { SendBase = y if (當前還有沒有確認的報文段 ) 啟動定時器 } else { 值為 y的重復確認的次數(shù)加 1 if (值為 y的重復確認的計數(shù) = 3) { 重傳序號位 y的報文段 } 快速重傳算法 : 對已經(jīng)確認的報文段 收到一個重復 ACK 快速重傳 74 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 75 運輸層 TCP 流量控制 ? TCP連接的接收方有1個接收緩沖區(qū) : ?匹配速度服務 : 發(fā)送速率需要匹配接收方應用程序的提取速率 ?應用進程可能從接收緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)緩慢 發(fā)送方不能發(fā)送太多、太快的數(shù)據(jù)讓接收方緩沖區(qū)溢出 流量控制 76 運輸層 TCP流控 : 工作原理 (假設 TCP 接收方丟棄失序的報文段 ) ? 緩沖區(qū)的剩余空間 = RcvWindow = RcvBuffer[LastByteRcvd LastByteRead] ?接收方在報文段接收窗口字段中通告其接收緩沖區(qū)的剩余空間 ?發(fā)送方要限制未確認的數(shù)據(jù)不超過 RcvWindow LastByteSentLastByteAcked 或 = RcvWindow ?保證接收緩沖區(qū)不溢出 77 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 78 運輸層 TCP 連接管理 回想 : TCP 發(fā)送方與接收方 在交換報文段前要先建連接 ? 初始化 TCP 變量 : ? 序號 ? 緩沖區(qū)和流控信息 (如 RcvWindow) ? 客戶機 : 連接的發(fā)起方 Socket clientSocket = new Socket(hostname,port number)。我們很快將會看到，窗口長度可根據(jù)接收方接收和緩存報文的能力或網(wǎng)絡中的擁塞程度，或兩者情況來進行設置。具有相同序號的分組可使接收方檢測出一個分組的冗余拷貝。 DatagramSocket mySocket2 = new DatagramSocket(99222)。由于當一個分組被時延但未丟失（過早超時），或當一個分組已被接收方收到但從接收方到發(fā)送方的 ACK丟失時，可能產生超時事件，所以接收方可能會收到一個分組的多個冗余拷貝。否定確認報文通常攜帶著未被正確接收的分組的序號。另一個按序報文段等待發(fā)送 ACK 比期望序號大的失序報文段到達，檢測出數(shù)據(jù)流中的間隔。CongWin將不低于 1個MSS SS或 CA 超時 閾值 = CongWin/2， CongWin = 閾值，設置狀態(tài)為 “慢啟動 ” 進入慢啟動 SS或 CA 冗余 ACK 對確認的報文段增加冗余 ACK計數(shù) CongWin和閾值不改變 102 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 103 運輸層 TCP 吞吐量 ?作為窗口長度和 RTT的函數(shù)， TCP的平均吞吐量是什么？ ?忽略慢啟動 ?設當丟包發(fā)生時窗口長度是 W ?如果窗口為 W，吞吐量是 W/RTT ?當丟包發(fā)生后，窗口降為 W/2，吞吐量為 W/2RTT. ?一個連接的平均吞吐量為 0 .75 W/RTT 104 運輸層 TCP 未來 ?舉例 : 1500 字節(jié)的報文段 , 100ms RTT, 要達到10 Gbps 的吞吐量 ?要求窗口長度 W = 83,333 包括傳輸中的報文段 ?根據(jù)丟包率，則一個連接的平均吞吐量為 : ?? 丟包率 L = 2?1010 (難以達到 ) ?需要高速下的 TCP新版本 ! LRTTMSS?105 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 106 運輸層 公平目標 : 如果 K個 TCP 會話 共享帶寬為 R的鏈路瓶頸 , 每個會話應有 R/K的平均鏈路速率 TCP 連接 1 瓶頸路由器 容量 R TCP 連接 。對另一個按序報文段的到達最多等待 500 ms。通過允許一次發(fā)送多個分組但未被確認，發(fā)送方的利用率可在停等操作模式的基礎上得到增加。所接收分組的序號間的空隙可使該接收方檢測出丟失的分組。第 3章 運輸層 Transport Layer 計算機網(wǎng)絡：自頂向下方法 (原書第四版 ) 陳鳴譯，機械工業(yè)出版社， 2023年 Computer Networking: A Top Down Approach 4th edition. Jim Kurose, Keith Ross AddisonWesley, July 2023. 1 運輸層 第 3章 :運輸層 我們的目的 : ? 理解運輸層服務依據(jù)的原理 : ? 復用 /分解 ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? 流量控制 ? 擁塞控制 ? 學習因特網(wǎng)中的運輸層協(xié)議： ? UDP: 無連接傳輸 ? TCP: 面向連接傳輸 ? TCP 擁塞控制 2 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 3 運輸層 運輸服務和協(xié)議 ? 在運行不同主機上應用進程之間提供 邏輯通信 ? 運輸協(xié)議運行在端系統(tǒng)中 ? 發(fā)送方：將應用報文劃分為段 ，傳向網(wǎng)絡層 ? 接收方：將段重新裝配為報文，傳向應用層 ? 應用可供使用的運輸協(xié)議不止一個 ? 因特網(wǎng)： TCP和 UDP 0246810121416182028Kbps 100Kbps1 Mbps 10Mbpsnonpersistentpersistentparallel nonpersistentapplication transport work data link physical application transport work data link physical 4 運輸層 運輸層 vs. 網(wǎng)絡層 ? 網(wǎng)絡層 : 主機間的邏輯通信 ? 運輸層 : 進程間的邏輯通信 ? 依賴、強化網(wǎng)絡層服務 家庭類比 : 12個孩子向 12個孩子發(fā)信 ? 進程 = 孩子 ? 應用報文 = 信封中的信 ? 主機 = 家庭 ? 運輸協(xié)議 = Ann和 Bill ? 網(wǎng)絡層協(xié)議 = 郵政服務 5 運輸層 因特網(wǎng)運輸層協(xié)議 ? 可靠的、按序的交付 (TCP) ? 擁塞控制 ? 流量控制 ? 連接建立 ? 不可靠、不按序交付 : UDP ? “盡力而為” IP的不提供不必要服務的擴展 ? 不可用的服務 : ? 時延保證 ? 帶寬保證 0246810121416182028Kbps 100Kbps1 Mbps 10Mbpsnonpersistentpersistentparallel nonpersistentapplication transport work data link physical work data link physical work data link physical work data link physical work data link physical work data link physical work data link physical application transport work data link physical 6 運輸層 第 3章 要點 ? 運輸層服務 ? 復用與分解 ? 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 ? 報文段結構 ? 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 ? 機制 ? TCP吞吐量 ? TCP公平性 ? 時延模型 7 運輸層 Inter 層的復用與分解 8 運輸層 復用 /分解 應用層 運輸層 網(wǎng)絡層 鏈路層 物理層 P1 應用層 運輸層 網(wǎng)絡層 鏈路層 物理層 應用層 運輸層 work 鏈路層 物理層 P2 P3 P4 P1 主機 1 主機 2 主機 3 = 進程 = 套接字 將接收到的段交付給正確的套接字 在接收主機分解： 從多個套接字收集數(shù)據(jù)，用首部封裝數(shù)據(jù) (以后用于分解 ) 在發(fā)送主機復用 : 9 運輸層 分解工作過程 ? 主機接收 IP數(shù)據(jù)報 ?每個數(shù)據(jù)報有源無連接 , 目的地無連接 ?每個數(shù)據(jù)報承載 1個運輸層段 ?每個段具有源、目的端口號 (回想 : 對特定應用程序的周知端口號 ) ? 主機使用 IP地址 端口號將段定向到適當?shù)奶捉幼? 源端口 目的端口 32 bits 應用數(shù)據(jù) (報文 ) 其他首部字段 TCP/UDP 段格式 10 運輸層 無連接分解 ? 生成具有端口號的套接字 : DatagramSocket mySocket1 = new DatagramSocket(99111)。 序號 用于為從發(fā)送方流向接收方的數(shù)據(jù)分組按順序編號。 窗口、流水線 發(fā)送方也許被限制僅發(fā)送那些序號落在一個指定范圍內的分組。 部分或者完全填充已接收到 數(shù)據(jù)間隔的報文段到達 TCP 接收方行為 延遲的 AC