【正文】 部分或者完全填充已接收到 數(shù)據(jù)間隔的報(bào)文段到達(dá) TCP 接收方行為 延遲的 ACK。 序號(hào) 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(hào)。所接收分組的序號(hào)間的空隙可使該接收方檢測(cè)出丟失的分組。對(duì)另一個(gè)按序報(bào)文段的到達(dá)最多等待 500 ms。另一個(gè)按序報(bào)文段等待發(fā)送 ACK 比期望序號(hào)大的失序報(bào)文段到達(dá)，檢測(cè)出數(shù)據(jù)流中的間隔。由于當(dāng)一個(gè)分組被時(shí)延但未丟失（過早超時(shí)），或當(dāng)一個(gè)分組已被接收方收到但從接收方到發(fā)送方的 ACK丟失時(shí)，可能產(chǎn)生超時(shí)事件，所以接收方可能會(huì)收到一個(gè)分組的多個(gè)冗余拷貝。具有相同序號(hào)的分組可使接收方檢測(cè)出一個(gè)分組的冗余拷貝。如果下一個(gè)按序報(bào)文段在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)沒有到達(dá)，則發(fā)送一個(gè) ACK 立即發(fā)送單個(gè)累積 ACK，以確認(rèn)兩個(gè)按序報(bào)文段 立即發(fā)送冗余 ACK，指明下一個(gè)期待字節(jié)的序號(hào)（也就是間隔的低端字節(jié)序號(hào)） 倘若該報(bào)文段起始于間隔的低端，則立即發(fā)送 ACK 72 運(yùn)輸層 快速重傳 ? 超時(shí)間隔常常相對(duì)較長 : ?重傳丟失報(bào)文段以前有長時(shí)延 ? 通過冗余 ACK，檢測(cè)丟失的報(bào)文段 ?發(fā)送方經(jīng)常一個(gè)接一個(gè)的發(fā)送報(bào)文段 ?如果報(bào)文段丟失，將會(huì)收到很多重復(fù) ACK ?如果對(duì)相同數(shù)據(jù)，發(fā)送方收到 3個(gè) ACK, 假定被確認(rèn)的報(bào)文段以后的報(bào)文段丟失了 : ?快速重傳 : 在定時(shí)器超時(shí)之前重傳 73 運(yùn)輸層 事件 : 收到 ACK, ACK 域的值為 y if (y SendBase) { SendBase = y if (當(dāng)前還有沒有確認(rèn)的報(bào)文段 ) 啟動(dòng)定時(shí)器 } else { 值為 y的重復(fù)確認(rèn)的次數(shù)加 1 if (值為 y的重復(fù)確認(rèn)的計(jì)數(shù) = 3) { 重傳序號(hào)位 y的報(bào)文段 } 快速重傳算法 : 對(duì)已經(jīng)確認(rèn)的報(bào)文段 收到一個(gè)重復(fù) ACK 快速重傳 74 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 75 運(yùn)輸層 TCP 流量控制 ? TCP連接的接收方有1個(gè)接收緩沖區(qū) : ?匹配速度服務(wù) : 發(fā)送速率需要匹配接收方應(yīng)用程序的提取速率 ?應(yīng)用進(jìn)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(yùn)輸層 TCP流控 : 工作原理 (假設(shè) TCP 接收方丟棄失序的報(bào)文段 ) ? 緩沖區(qū)的剩余空間 = RcvWindow = RcvBuffer[LastByteRcvd LastByteRead] ?接收方在報(bào)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(rèn)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(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 78 運(yùn)輸層 TCP 連接管理 回想 : TCP 發(fā)送方與接收方 在交換報(bào)文段前要先建連接 ? 初始化 TCP 變量 : ? 序號(hào) ? 緩沖區(qū)和流控信息 (如 RcvWindow) ? 客戶機(jī) : 連接的發(fā)起方 Socket clientSocket = new Socket(hostname,port number)。所有在期望序號(hào)及以前的數(shù)據(jù)都已經(jīng)被確認(rèn) 有期望序號(hào)的報(bào)文段按序到達(dá)。 定時(shí)器 用于檢測(cè)超時(shí) /重傳一個(gè)分組，可能因?yàn)樵摲纸M（或其 ACK）在信道中丟失了。 確認(rèn) 接收方用于告訴發(fā)送方一個(gè)分組或一組分組已被正確地接收到了。 ? 服務(wù)器 : 接受客戶請(qǐng)求 Socket connectionSocket = ()。 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)。 雖然如此，還可能有差錯(cuò)嗎？ 詳情見后 …… 目的 : 在傳輸?shù)亩沃袡z測(cè)“差錯(cuò)” (如比特翻轉(zhuǎn) ) 19 運(yùn)輸層 互聯(lián)網(wǎng)檢查和例子 ? 注 意 ?當(dāng) 數(shù)字作加法時(shí)，最高位進(jìn)比特位的進(jìn)位需要加到結(jié)果中 ? 例子 : 兩個(gè) 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(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 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 ? 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 21 運(yùn)輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? 在應(yīng)用層、運(yùn)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(gè)之一 ! ? 不可靠信道的特點(diǎn)決定了可靠數(shù)據(jù)傳輸 協(xié)議 (rdt) 的復(fù)雜性 22 運(yùn)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(yùn)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(gè)方向流動(dòng)！ ? 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(dòng) 狀態(tài) : 當(dāng)位于這個(gè)“狀態(tài)時(shí) ”，下個(gè)狀態(tài)惟一地由下個(gè)事件決定 事件 動(dòng)作 24 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 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 ? 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 25 運(yùn)輸層 : 經(jīng)可靠信道的可靠傳輸 ? 底層信道非?？煽? ? 無比特差錯(cuò) ? 無分組丟失 ? 裝發(fā)送方、接收方的單獨(dú) 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(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 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 ? 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 27 運(yùn)輸層 : 具有比特差錯(cuò)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(yùn)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