【正文】 cwnd=5 cwnd=6 cwnd=7 cwnd=8 …… A B cwnd=10 cwnd=9 cwnd=11 cwnd=16 …… 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 76 首先是慢啟動(dòng)，其后為擁塞避免 cwnd=1 cwnd=2 cwnd=3 cwnd=4 慢啟動(dòng) cwnd=5 cwnd=6 cwnd=7 cwnd=8 …… A B cwnd=10 cwnd=9 擁塞避免 cwnd增加減緩 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 77 慢啟動(dòng)和擁塞避免圖示 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20 15 10 5 0 出現(xiàn)超時(shí) 往返時(shí)間 cwnd 閾值 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 78 TCP中擁塞策略 ?慢啟動(dòng)算法增加擁塞窗口大小到某些點(diǎn)上可能達(dá)到了互聯(lián)網(wǎng)的容量，于是中間路由器開始丟棄分組。這就通知發(fā)送方它的擁塞窗口開得太大。 ?擁塞避免算法是一種處理丟失分組的方法 。 ?該算法假定由于分組受到損壞引起的丟失是非常少的(遠(yuǎn)小于 1%)，因此分組丟失就意味著在源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間的某處網(wǎng)絡(luò)上 發(fā)生了擁塞 。 ?有兩種分組丟失的指示 ?發(fā)生超時(shí) 和 接收到重復(fù)的確認(rèn) 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 79 TCP中擁塞策略 ? 快速重傳與快速恢復(fù)算法 ? 由于我們不知道一個(gè)重復(fù)的 ACK是由一個(gè)丟失的報(bào)文段引起的，還是由于僅僅出現(xiàn)了幾個(gè)報(bào)文段的重新排序，因此我們等待少量重復(fù)的 ACK到來。假如這只是一些報(bào)文段的重新排序，則在重新排序的報(bào)文段被處理并產(chǎn)生一個(gè)新的 ACK之前，只可能產(chǎn)生 1 ~ 2個(gè)重復(fù)的 ACK。 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 80 TCP中擁塞策略 ? 快速重傳與快速恢復(fù)算法 ? 如果一連串收到 3個(gè)或 3個(gè)以上的重復(fù) ACK，就非?？赡苁且粋€(gè)報(bào)文段丟失了。于是就重傳丟失的數(shù)據(jù)報(bào)文段，而無需等待超時(shí)定時(shí)器溢出。這就是 快速重傳算法 。 ? 接下來執(zhí)行的不是慢啟動(dòng)算法而是 擁塞避免算法。這就是 快速恢復(fù)算法 。 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 81 TCP中擁塞策略 ?快速重傳與快速恢復(fù)算法步驟 ? 1）當(dāng)收到第 3個(gè)重復(fù)的 ACK時(shí)，將 ssthresh設(shè)置為當(dāng)前擁塞窗口 cwnd的一半。重傳丟失的報(bào)文段。設(shè)置 cwnd為 ssthresh加上 3倍的報(bào)文段大小。 ? 2）每次收到另一個(gè)重復(fù)的 ACK時(shí)， cwnd增加 1個(gè)報(bào)文段大小并發(fā)送 1個(gè)分組（如果新的cwnd允許發(fā)送）。 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 82 TCP中擁塞策略 (8) ?快速重傳與快速恢復(fù)算法步驟 ? 3）當(dāng)下一個(gè)確認(rèn)新數(shù)據(jù)的 ACK到達(dá)時(shí)，設(shè)置 cwnd為 ssthresh（在第 1步中設(shè)置的值）。 ? 這個(gè) ACK應(yīng)該是在進(jìn)行重傳后的一個(gè)往返時(shí)間內(nèi)對步驟 1中重傳的確認(rèn)。 ? 另外，這個(gè) ACK也應(yīng)該是對丟失的分組和收到的第1個(gè)重復(fù)的 A C K之間的所有中間報(bào)文段的確認(rèn)。 ? 這一步采用的是擁塞避免，因?yàn)楫?dāng)分組丟失時(shí)我們將當(dāng)前的速率減半。 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 83 快速重傳 …… A B 耗時(shí)小于RTO 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 84 TCP定時(shí)管理機(jī)制 ? 為了平滑地完成 TCP操作，大多數(shù)的 TCP實(shí)現(xiàn)使用了至少 4種定時(shí)器 : ? 重傳定時(shí)器 ? 持續(xù)定時(shí)器 ? ?；疃〞r(shí)器 ? 時(shí)間等待 (TIMEWAIT)定時(shí)器 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 85 重傳定時(shí)器 ? 重傳定時(shí)器主要處理 重傳時(shí)間 (RTO)， 即報(bào)文段的確認(rèn)等待時(shí)間 ? 當(dāng) TCP發(fā)送一個(gè)報(bào)文段時(shí)，就創(chuàng)建該報(bào)文段的重傳定時(shí)器 ? 若在定時(shí)器到期前收到了該報(bào)文段的確認(rèn)，則撤銷該定時(shí)器 ? 若在定時(shí)器到期前未收到對該報(bào)文段的確認(rèn) ,則重傳該報(bào)文段，并將該定時(shí)器復(fù)位 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 86 往返時(shí)間 (RTT) ?測量的 RTT:從發(fā)送一個(gè)報(bào)文段到收到對它的確認(rèn)需要的時(shí)間，記為 RTTM ?平滑的 RTT:RTTM對不同的往返有不同的數(shù)值 ,它的起伏很大 ,因此使用平滑的 RTT,記為 RTTS,它是對前一個(gè) RTTS的加權(quán)平均，計(jì)算如下 : ? 第一次測量后 : RTTS=RTTM ? 在其他任何次測量后 : RTTS=αRTTS+(1 α)RTTM ? 式中 :α為修正因子 ,一般取值為 7/8 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 87 重傳超時(shí) (RTO) ?RTT的偏差 :它是基于 RTTS和 RTTM的值，記為 RTTD， 計(jì)算如下： ? 第一次測量后： RTTD=RTTM / 2 ? 在其他任何次測量后： RTTD=β RTTD+(1β ) | RTTS –RTTM | ? 式中 : β 為修正因子，一般取值為 3/4 ?重傳超時(shí) RTO:它是基于 RTTS和 RTTD的值， ? 計(jì)算如下： ? 在其他任何次測量后： RTO = RTTS+4RTTD 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 88 Karm算法 ? 假定有一個(gè)報(bào)文在被重傳，當(dāng)發(fā)送端 TCP收到該報(bào)文段的確認(rèn)時(shí)，無法確定是對原報(bào)文的確認(rèn)還是對重傳報(bào)文的確認(rèn)。 ? 新的 RTT值要根據(jù)報(bào)文段發(fā)送時(shí)間計(jì)算，就必須確定某一確認(rèn)是哪個(gè)報(bào)文段的。 ? Karm算法 ：在計(jì)算新的 RTT時(shí)，不考慮重傳報(bào)文段的 RTT，即不需更新 RTT的值 ? TCP在計(jì)算新的 RTO時(shí)不考慮重傳報(bào)文段的RTT 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 89 持續(xù)定時(shí)器 ?用于防止出現(xiàn)下面的 死鎖 情況： ? 接收方發(fā)送一個(gè)窗口為 0的確認(rèn)，通知發(fā)送方等待 ? 當(dāng)接收方更新了窗口大小的時(shí)候，通知發(fā)送方修正窗口的分組丟失了 ? 發(fā)送方和接收方都在等待對方的進(jìn)一步動(dòng)作 ? 因此設(shè)置 持續(xù)定時(shí)器 ? 當(dāng)持續(xù)定時(shí)器超時(shí)后，發(fā)送方向接收方發(fā)送一個(gè)探測報(bào)文段 ? 詢問窗口大小 ,若返回仍為 0，則重新設(shè)置持續(xù)定時(shí)器 ,否則 ,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送了 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 90 ?；疃〞r(shí)器和等待定時(shí)器 ?當(dāng)一個(gè)連接長時(shí)間閑置時(shí)， ?；疃〞r(shí)器 會(huì)超時(shí)而使一方去檢測另一方是否仍然存在，如果它未得到響應(yīng)，便終止連接 ?這是一個(gè)有爭議的特性 ，因?yàn)樗黾恿讼到y(tǒng)開銷，也可能會(huì)暫時(shí)的因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)不暢通（因慢而超時(shí)）而終止一個(gè)其實(shí)運(yùn)行正常的連接 ?等待定時(shí)器 是在連接終止期間使用的，它設(shè)置為分組最長生存周期的 2倍，以確保當(dāng)一個(gè)連接斷開后，所有由它創(chuàng)建的分組消失 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 91 本章小結(jié) ? 傳輸控制協(xié)議 TCP的格式 ? 端口和套接字的基本概念 ? UDP協(xié)議 ? TCP提供的服務(wù) ? TCP報(bào)文段 ? TCP連接管理 ? TCP傳輸策略 ? TCP擁塞控制 TCP 第 5章 傳輸層協(xié)議 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 軟件學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 Page 92 思考題 ?舉例說明 UDP檢驗(yàn)和的計(jì)算過程。 ?請作圖說明 TCP三次握手的過程。 ?當(dāng) TCP連接初始化時(shí)，把擁塞窗口 cwnd置為 1，慢啟動(dòng)門限的初始值設(shè)置為 16。假設(shè)當(dāng)擁塞窗口值為 24時(shí)，發(fā)生擁塞。試運(yùn)用慢啟動(dòng)和擁塞避免算法畫出擁塞窗口值與傳輸輪次的關(guān)系曲線。