【正文】 免算法的實現(xiàn)舉例 當擁塞窗口 cwnd 增長到慢開始門限值 ssthresh 時（即當 cwnd = 16 時），就改為執(zhí)行擁塞避免算法，擁塞窗口按線性規(guī)律增長。 22 16 “乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 傳輸輪次 22 16 “乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 假定 擁塞窗口的數(shù)值增長到 24 時，網(wǎng)絡出現(xiàn)超時，表明出現(xiàn)擁塞。 傳輸輪次 22 16 “乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 更新 ssthresh = 12（即發(fā)送窗口數(shù)值 24 的一半），cwnd再重新設置為 1，并執(zhí)行慢開始算法。 傳輸輪次 22 16 “乘法減小” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “加法增大” 擁塞避免 “加法增大” 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 cwnd = 12 時改為執(zhí)行擁塞避免， cwnd線性增長。 傳輸輪次 乘法減小 ? “ 乘法減小 “ 是指不論在慢開始階段還是擁塞避免階段 ， 只要出現(xiàn)一次超時 （ 即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡擁塞 ） ， 就把慢開始門限值 ssthresh 設置為當前的擁塞窗口值乘以 。 ? 當網(wǎng)絡頻繁擁塞時 ， ssthresh下降很快 ， 以大大減少注入到網(wǎng)絡中的分組數(shù) 。 加法增大 ? “ 加法增大 ” 是指執(zhí)行擁塞避免算法后 ， 在收到對所有報文段的確認后 （ 即經(jīng)過一個傳輸輪次 ） ，就把 cwnd增加一個 MSS 大小 ， 使其緩慢增大 ，防止過早出現(xiàn)擁塞 。 2. 快 重傳和 快 恢復 ? 快重傳算法首先要求接收方每收到一個失序的報文段后就 立即 發(fā)出重復確認 ， 讓發(fā)送方 盡早知道有報文段沒有到達 。 ? 發(fā)送方只要一連收到三個重復確認就應當立即重傳對方尚未收到的報文段 。 ? 搶在超時計時器時限到來前快速重傳 ， 避免“ GoBackn” 以及 cwnd被置 1（ 減少很多 ） 。 快重傳舉例 發(fā)送方 接收方 發(fā)送 M1 確認 M1 t 確認 M2 發(fā)送 M2 發(fā)送 M3 發(fā)送 M4 ？ 發(fā)送 M5 發(fā)送 M6 重復確認 M2 重復確認 M2 重復確認 M2 t 發(fā)送 M7 收到三個連續(xù)的 對 M2 的重復確認 立即重傳 M3 丟失 并非選擇時機推遲確認而是馬上確認 快恢復算法 (1) 發(fā)送端收到連續(xù)三個重復確認時，執(zhí)行“乘法減小”， ssthresh 減半。 (2) 發(fā)送方 不執(zhí)行慢開始 ， cwnd 不置 1，而 置為ssthresh 減半后的數(shù)值 ，然后執(zhí)行擁塞避免算法（“加法增大”）， cwnd緩慢地線性增大。 24 從連續(xù)收到三個重復的確認 轉入擁塞避免 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 個重復的確認 執(zhí)行快重傳算法 慢開始 “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 慢開始 快恢復 發(fā)送窗口的上限值 ? 發(fā)送方的發(fā)送窗口的上限值應取為接收方窗口 rwnd 和擁塞窗口 cwnd 中的較小值，即： 發(fā)送窗口的上限值 ? Min [rwnd, cwnd] (58) ? 當 rwnd cwnd 時，是接收方的接收能力限制發(fā)送窗口的最大值。 ? 當 cwnd rwnd 時，則是網(wǎng)絡的擁塞限制發(fā)送窗口的最大值。 59 TCP 的運輸連接管理 1. 運輸連接的三個階段 ? 連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。 ? 連接建立過程中要解決以下三個問題： ? 每一方確知對方的存在。 ? 選項協(xié)商（如 MSS，窗口大小， SACK等）。 ? 能夠?qū)\輸實體資源（如緩存大小，連接表中的項目等）進行分配。 TCP連接建立的方式： C/S方式 ? 主動發(fā)起連接建立的 AP叫做 客戶 (client)。 ? 被動等待連接建立的 AP叫做 服務器 (server)。 用三次握手建立 TCP 連接 CLOSED CLOSED 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 TCP 的連接建立 A 的 TCP 向 B 發(fā)出連接請求報文段，其首部中的 同步位 SYN = 1，并選擇序號 seq = x。 消耗一個序號 SYNSENT 用三次握手建立 TCP 連接 CLOSED CLOSED 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 TCP 的連接建立 ? B 的 TCP 收到連接請求后，如同意則發(fā)回確認。 ? B 在確認報文段中應使 SYN = 1，使 ACK = 1， 其確認號 ack = x ? 1，自己選擇的序號 seq = y。 消耗一個序號 半開連接 SYNRECV CLOSED CLOSED 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 ? A 收到此報文段后向 B 給出確認 ， 其 ACK = 1， 確認號 ack = y ? 1。 ? A 的 TCP 通知上層 AP， 連接已經(jīng)建立 。 若不帶數(shù)據(jù)則不消耗序號 若 B收不到 A的確認，則重傳 SYN+ACK！ 易發(fā)生 SYN攻擊！ CLOSED CLOSED 數(shù)據(jù)傳送 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 ? B 的 TCP 收到主機 A 的確認后 ， 也通知其上層 應用進程： TCP 連接已經(jīng)建立 。 先 ESTABLISHED 后 ESTABLISHED SYN SENT ESTAB LISHED SYN RCVD LISTEN ESTAB LISHED 用三次握手建立 TCP 連接的各狀態(tài) CLOSED CLOSED 數(shù)據(jù)傳送 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 TCP 的連接建立 為什么需要進行第三次握手？ ? 若半打開連接，會出現(xiàn)什么情況？ ? 若 A的連接請求報文遲到，則重發(fā)。 ? B將收到兩個連接請求報文，分別 ACK。 ? A和 B之間建立了兩個 TCP連接，耗費資源。 ? 若進行第三次握手，為什么能避免上述情況？ ? A對 B的第二個確認不予理會。 ? B收不到 A的第二個確認。 ? 在雙方看來，均不存在第二個 TCP連接。 CLOSED 主動關閉 數(shù)據(jù)傳送 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 CLOSED TCP 的連接釋放 ? 數(shù)據(jù)傳輸結束后， 通信雙方都可釋放連接 。 假定 A 先發(fā)出連接釋放報文段，停止再發(fā)送數(shù)據(jù)，主動關閉 TCP 連接。 ? A 把連接釋放報文段首部的 FIN = 1，其序號 seq = u，等待 B 的確認。 FINWAIT1 主動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 TCP 的連接釋放 ? B 發(fā)出確認，確認號 ack = u ? 1， 而這個報文段自己的序號 seq = v。 ? TCP 服務器進程通知高層應用進程。 ? A 到 B 方向的連接被釋放 ， TCP 連接處于 半關閉 狀態(tài)。 B 若發(fā)送數(shù)據(jù)， A 仍要接收。 CLOSEWAIT FINWAIT2 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 TCP 的連接釋放 ? 若 B 已經(jīng)沒有要向 A 發(fā)送的數(shù)據(jù)， 其應用進程就通知 TCP 釋放連接。 LASTACK 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 TCP 的連接釋放 ? A 收到連接釋放報文段后，必須發(fā)出確認。 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 TCP 的連接釋放 ? 在確認報文段中 ACK = 1，確認號 ack ? w ? 1， 自己的序號 seq = u + 1。 TIMEWAIT CLOSED FIN WAIT1 CLOSE WAIT FIN WAIT2 LAST ACK 等待 2MSL TIME WAIT ? 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 CLOSED TCP 的連接釋放 TCP 連接必須經(jīng)過時間 2MSL 后才真正釋放掉。 A 必須等待 2MSL 的時間 ? 第一，為了保證 A 發(fā)送的最后一個 ACK 報文段能夠到達 B。 ? 第二，防止 “已失效的連接請求報文段”出現(xiàn)在本連接中。 A 在發(fā)送完最后一個 ACK 報文段后，再經(jīng)過時間 2MSL，就可以使本連接持續(xù)的時間內(nèi)所產(chǎn)生的所有報文段，都從網(wǎng)絡中消失。這樣就可以使下一個新的連接中不會出現(xiàn)這種舊的連接請求報文段。 TCP中的計時器 ? 超時重傳計時器 ? 持續(xù)計時器 ? 時間等待計時器（ 2MSL） ? ?；钣嫊r器 TCP 的有限狀態(tài)機 ? TCP 有限狀態(tài)機的圖中每一個方框都是 TCP 可能具有的狀態(tài)。 ? 每個方框中的大寫英文字符串是 TCP 標準所使用的 TCP 連接狀態(tài)名。狀態(tài)之間的箭頭表示可能發(fā)生的狀態(tài)變遷。 ? 箭頭旁邊的字，表明引起這種變遷的原因，或表明發(fā)生狀態(tài)變遷后又出現(xiàn)什么動作。 ? 圖中有三種不同的箭頭。 ? 粗實線箭頭 表示對客戶進程的正常變遷。 ? 粗虛線箭頭 表示對服務器進程的正常變遷。 ? 另一種細線箭頭 表示異常變遷。 TCP 的 有 限 狀 態(tài) 機 CLOSED ESTABLISHED LISTEN CLOSE_WAIT FIN_WAIT_1 SYN_RCVD FIN_WAIT_2 CLOSING TIME_WAIT SYN_SENT LAST_ACK 主動打開 被動打開 被動關閉 主動關閉 起點 被動打開 主動打開 發(fā)送 SYN 同時打開 收到 SYN，發(fā)送 SYN, ACK 收到 ACK 數(shù)據(jù)傳送 階段 關閉 發(fā)送 FIN 關閉 發(fā)送 FIN 關閉 發(fā)送 FIN 收到 RST