【正文】 IP 層 UDP 首部 UDP 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分 運(yùn)輸層 應(yīng)用層報(bào)文 應(yīng)用層 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP UDP的首部格式 UDP長(zhǎng)度 源 IP 地址 目的 IP 地址 0 17 字節(jié) 4 4 1 1 2 偽首部 源端口 目的端口 長(zhǎng) 度 檢驗(yàn)和 12 2 2 2 2 字節(jié) 數(shù) 據(jù) 首 部 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 發(fā)送在前 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào) 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP UDP的首部格式 UDP 基于端口的分用： IP 層 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá) 端口 2 端口 3 端口 1 UDP 分用 偽首部 源端口 目的端口 長(zhǎng) 度 檢驗(yàn)和 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP長(zhǎng)度 源 IP 地址 目的 IP 地址 0 17 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 字節(jié) 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字節(jié) 發(fā)送在前 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào) 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào) UDP 有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。 注意： 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 傳輸控制協(xié)議 TCP概述 TCP的連接 ? TCP 把連接作為最基本的抽象。 TD RTT A TD + RTT + TA B t t ADDTTTU???R T T13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 可靠傳輸工作原理 連續(xù) ARQ協(xié)議 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (a) 發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是 5） 發(fā)送窗口 (b) 收到一個(gè)確認(rèn)后發(fā)送窗口向前滑動(dòng) 向前 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 發(fā)送窗口 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 可靠傳輸工作原理 連續(xù) ARQ協(xié)議 累積確認(rèn)： ? 接收方一般采用 累積確認(rèn)的方式 。端口是運(yùn)輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口。由 ACK的值來(lái)決定是請(qǐng)求還是接受。新的窗口值等于 TCP 首部中的窗口位數(shù)增大到 (16 + S)，相當(dāng)于把窗口值向左移動(dòng) S 位后獲得實(shí)際的窗口大小。若 ? 很接近于零，表示 RTT 值更新較慢。 ? 利用滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在 TCP 連接上實(shí)現(xiàn)流量控制。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 擁塞控制的一般原理 擁塞控制的一般原理： ? 擁塞控制是 很難設(shè)計(jì) 的，因?yàn)樗且粋€(gè)動(dòng)態(tài)的（而不是靜態(tài)的）問(wèn)題。 ? “ 傳輸輪次 ” 更加強(qiáng)調(diào)：把擁塞窗口 cwnd 所允許發(fā)送的報(bào)文段都連續(xù)發(fā)送出去，并收到了對(duì)已發(fā)送的最后一個(gè)字節(jié)的確認(rèn)。 ? 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(zhǎng)度 LAV。 A 在發(fā)送完最后一個(gè) ACK 報(bào)文段后，再經(jīng)過(guò)時(shí)間 2MSL，就可以使本連接持續(xù)的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的所有報(bào)文段，都從網(wǎng)絡(luò)中消失。 快重傳舉例 發(fā)送方 接收方 發(fā)送 M1 確認(rèn) M1 t 確認(rèn) M2 發(fā)送 M2 發(fā)送 M3 發(fā)送 M4 ？ 發(fā)送 M5 發(fā)送 M6 重復(fù)確認(rèn) M2 重復(fù)確認(rèn) M2 重復(fù)確認(rèn) M2 t 發(fā)送 M7 收到三個(gè)連續(xù)的 對(duì) M2 的重復(fù)確認(rèn)立即重傳 M3 丟失13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 快恢復(fù)算法： ? (1) 當(dāng)發(fā)送端收到連續(xù)三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)時(shí)，就執(zhí)行“ 乘法減小 ” 算法，把慢開(kāi)始門(mén)限 ssthresh 減半。 ? 在每收到一個(gè)對(duì)新的報(bào)文段的確認(rèn)后，將擁塞窗口加 1，即增加一個(gè) MSS 的數(shù)值。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 擁塞控制的一般原理 擁塞控制所起的作用 ： 提供的負(fù)載 吞吐量 理想的擁塞控制 實(shí)際的擁塞控制 0 死鎖（吞吐量 = 0） 無(wú)擁塞控制 擁塞 輕度 擁塞 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 擁塞控制的一般原理 擁塞控制與流量控制的關(guān)系： ? 擁塞控制 所要做的都有一個(gè) 前提 ，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。 ? 實(shí)踐證明，這種策略較為合理。只要計(jì)時(shí)器設(shè)置的重傳時(shí)間到但還沒(méi)有收到確認(rèn)，就要重傳這一報(bào)文段。 MSS 告訴對(duì)方 TCP： “ 我的緩存所能接收的報(bào)文段的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度是 MSS 個(gè)字節(jié)。當(dāng) ACK=0 時(shí)，確認(rèn)號(hào)無(wú)效。 ? TCP 兩端的四個(gè)窗口經(jīng)常處于 動(dòng)態(tài)變化 之中。 ? 這種可靠傳輸協(xié)議常稱(chēng)為自動(dòng)重傳請(qǐng)求 ARQ (Automatic Repeat reQuest)。 ? TCP 對(duì)應(yīng)用進(jìn)程一次把多長(zhǎng)的報(bào)文發(fā)送到 TCP 的緩存中是 不關(guān)心 的。 UDP 對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒(méi)有聯(lián)系的。 ? 當(dāng)運(yùn)輸層采用面向連接的 TCP 協(xié)議時(shí)，盡管下面的網(wǎng)絡(luò)是不可靠的（只提供盡最大努力服務(wù)），但這種 邏輯通信信道 就相當(dāng)于一條全雙工的可靠信道。 “ 邏輯通信 ”的意思是：運(yùn)輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實(shí)上這兩個(gè)運(yùn)輸層之間并沒(méi)有一條水平方向的物理連接。 ? 當(dāng)運(yùn)輸層采用無(wú)連接的 UDP 協(xié)議時(shí)，這種 邏輯通信信道 是一條不可靠信道。 軟件端口與硬件端口 ： 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) 運(yùn)輸層協(xié)議概述 運(yùn)輸層的端口 ? 熟知端口 ，數(shù)值一般為 01023。 ? 應(yīng)用層交給 UDP 多長(zhǎng)的報(bào)文， UDP 就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文。 ? TCP 根據(jù)對(duì)方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來(lái)決定一個(gè)報(bào)文段應(yīng)包含多少個(gè)字節(jié)（ UDP 發(fā)送的報(bào)文長(zhǎng)度是應(yīng)用進(jìn)程給出的）。 ? ARQ 表明重傳的請(qǐng)求是自動(dòng)進(jìn)行的。 ? TCP連接的往返時(shí)間 RTT 也不是固定不變 的。 ? 推送 PSH(PuSH)：接收 TCP收到 PSH = 1 的報(bào)文段，就盡快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。 ” MSS (Maximum Segment Size)是 TCP 報(bào)文段中的 數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度 。 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 注意： 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 超時(shí)重傳時(shí)間的選擇 加權(quán)平均往返時(shí)間： ? TCP 保留了 RTT 的一個(gè) 加權(quán)平均往返時(shí)間 RTTS（這又稱(chēng)為 平滑的往返時(shí)間 ）。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的流量控制 利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制 ? 一般說(shuō)來(lái)，我們總是希望數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶煲恍? ? 擁塞控制是一個(gè) 全局性 的過(guò)程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。 ? 用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口 cwnd，可以使分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合理。但接下去不執(zhí)行慢開(kāi)始算法。這樣就可以使下一個(gè)新的連接中不會(huì)出現(xiàn)這種舊的連接請(qǐng)求報(bào)文段。 從連續(xù)收到三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)轉(zhuǎn)入擁塞避免 24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 傳輸輪次 擁塞窗口 cwnd 收到 3 個(gè)重復(fù)的確認(rèn) 執(zhí)行快重傳算法 慢開(kāi)始 “乘法減小 ” 擁塞避免 “ 加法增大 ” TCP Reno 版本 TCP Tahoe 版本 (已廢棄不用） ssthresh 的初始值 擁塞避免 “ 加法增大 ” 新的 ssthresh 值 慢開(kāi)始 快恢復(fù) 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP的擁塞控制 隨機(jī)早期檢測(cè) RED ? 使路由器的隊(duì)列維持兩個(gè)參數(shù)，即隊(duì)列長(zhǎng)度最小門(mén)限 THmin 和最大門(mén)限 THmax。 ? 一個(gè)傳輸輪次所經(jīng)歷的時(shí)間其實(shí)就是往返時(shí)間 RTT。 ? 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(lái)得及接收。 ? 流量控制 (flow control)就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，既要讓接收方來(lái)得及接收，也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。以后每測(cè)量到一個(gè)新的 RTT 樣本，就按下式重新計(jì)算一次 RTTS： 新的 RTTS ? (1 ? ?) ? (舊的 RTTS) ? ? ? (新的 RTT 樣本 ) ? 式中， 0 ? ? ? 1。 13832877061 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教師：王建國(guó) TCP報(bào)文段的首部格式 首部固定部分各字段的意義（續(xù)） ?其他選項(xiàng) ? 窗口擴(kuò)大選項(xiàng) ——占 3 字節(jié)，其中有一個(gè)字節(jié)表示移位值 S。 ? 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數(shù)據(jù)部分 TCP首部 TCP 報(bào)文段 TCP