【正文】 CongWin將不低于 1個MSS SS或 CA 超時 閾值 = CongWin/2， CongWin = 閾值，設(shè)置狀態(tài)為 “慢啟動 ” 進(jìn)入慢啟動 SS或 CA 冗余 ACK 對確認(rèn)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(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 ? 時延模型 ? 運輸層服務(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 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(shè)當(dāng)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(dāng)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(dá)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(dá)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(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 ? 時延模型 ? 運輸層服務(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 106 運輸層 公平目標(biāo) : 如果 K個 TCP 會話 共享帶寬為 R的鏈路瓶頸 , 每個會話應(yīng)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 。 步驟 1: 客戶機(jī) 向服務(wù)器發(fā)送 TCP FIN控制報文段 步驟 2: 服務(wù)器收到 FIN，用 ACK回答。 ? 服務(wù)器 : 接受客戶請求 Socket connectionSocket = ()。對另一個按序報文段的到達(dá)最多等待 500 ms。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(dá)，檢測出數(shù)據(jù)流中的間隔。 y SendBase, 因此新數(shù)據(jù)被確認(rèn) 69 運輸層 TCP: 重傳的情況 主機(jī) A 時間 過早超時的情況 主機(jī) B Seq=92 超時 主機(jī) A loss 超時 丟失確認(rèn)的情況 主機(jī) B X 時間 Seq=92 超時 SendBase = 100 SendBase = 120 SendBase = 120 Sendbase = 100 70 運輸層 TCP 重傳情況 (續(xù) ) 主機(jī) A 丟包 超時 累計確認(rèn)情況 主機(jī) B X 時間 SendBase = 120 71 運輸層 TCP ACK 產(chǎn)生 [RFC 1122, RFC 2581] 接收方事件 所期望序號的報文段按序到達(dá)。 57 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(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 ? 時延模型 ? 運輸層服務(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 58 運輸層 TCP概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2023, 2581 ? 全雙工數(shù)據(jù) : ? 同一連接上的雙向數(shù)據(jù)流 ? MSS: 最大報文段長度 ? MTU:最大傳輸單元 ? 面向連接 : ? 在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前，初始化發(fā)送方與接收方狀態(tài)，進(jìn)行握手 (交換控制信息 ), ? 流量控制 : ? 發(fā)送方 不能淹沒 接收方 ? 擁塞控制 : ? 抑止發(fā)送方速率來防止過分占用網(wǎng)絡(luò)資源 ? 點到點 : ? 一個發(fā)送方 , 一個接收方 ? 連接狀態(tài)與端系統(tǒng)有關(guān)，不為路由器所知 ? 可靠、有序的字節(jié)流 : ? 沒有 “報文邊界” ? 流水線 : ? TCP擁塞和流量控制設(shè)置滑動窗口協(xié)議 ? 發(fā)送和接收緩沖區(qū) s oc k etdoorT CPs en d b uf f erT CPr ec ei v e b uf f ers oc k etdoors e g m e n tap pl i c ati onw r i tes da taap pl i c ati onr ea ds da ta59 運輸層 TCP 報文段結(jié)構(gòu) 源端口 目的端口 32 bits 應(yīng)用層數(shù)據(jù) (變長 ) 序號 確認(rèn)號 接收窗口 緊急數(shù)據(jù)指針 檢查和 F S R P A U 首部 長度 未 用 選項 (變長 ) URG: 緊急數(shù)據(jù) (一般不用 ) ACK: ACK 序號 有效 PSH: 立即提交數(shù)據(jù) (一般不用 ) RST, SYN, FIN: 連接建立 (建立和拆連 ) 接收方允許 的字節(jié)數(shù) 對數(shù)據(jù)字節(jié)計數(shù) (并非對報文段計數(shù) !) 因特網(wǎng)檢查和 (同 UDP一樣 ) 60 運輸層 TCP序號和確認(rèn)號 序號 : ?報文段中第 1個數(shù)據(jù)字節(jié)在字節(jié)流中的位置編號 確認(rèn)號 : ?期望從對方收到下一個字節(jié)的序號 ?累計應(yīng)答 問題： 接收方如何處理失序報文段？ 回答： TCP規(guī)范沒有說明， 由實現(xiàn)者自行選擇實現(xiàn) : 拋棄 /緩存 主機(jī) A 主機(jī) B 用戶鍵入 ‘C’ 主機(jī)對接收 到的 ‘C’回 顯給出確認(rèn) 主機(jī)對收到 的 ‘C’給出確認(rèn) , 回顯 ‘ C’ 時間 簡單的 tel情況 捎帶確認(rèn) 61 運輸層 TCP往返時延 (RTT)的估計與超時 問題 : 如何設(shè)置 TCP 超時值 ? ?應(yīng)大于 RTT ?但 RTT是變化的 ?太短 : 過早超時 ?不必要的重傳 ?太長 : 對報文段的丟失響應(yīng)太慢 問題 : 如何估計 RTT? ?SampleRTT: 從發(fā)送報文段到接收到 ACK的測量時間 ?忽略重傳 ?SampleRTT會變化 ,希望估計的 RTT“較平滑” ?平均最近的測量值 ,并不僅僅是當(dāng)前 SampleRTT 62 運輸層 EstimatedRTT = (1 ?)*EstimatedRTT + ?*SampleRTT ?指數(shù)加權(quán)移動平均 (Exponential weighted moving average) ?過去的樣本指數(shù)級衰減來產(chǎn)生影響 ?典型值 : ? = TCP往返時延估計與超時 (續(xù) ) 63 運輸層 RTT估計的例子 R TT: gai a . c s . um a s s . e du t o f a nt a s i a . e ure c om . f r1001502002503003501 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106t i m e ( s e c onn ds )RTT (milliseconds)Sa m p l e R T T Es t i m a t e d R T T64 運輸層 TCP往返時延估計與超時 (續(xù) ) 設(shè)置超時間隔 ? EstimtedRTT 加 “安全余量” ?EstimatedRTT大變化 更大的安全 余量 ? 首先估算 EstimatedRTT與 SampleRTT之間差值有多大 : TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4*DevRTT DevRTT = (1?)*DevRTT + ?*|SampleRTTEstimatedRTT| (典型地 , ? = ) 然后估算超時值 : 65 運輸層 第 3章 要點 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報文段結(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 ? 時延模型 ? 運輸層服務(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 66 運輸層 TCP 可靠數(shù)據(jù)傳輸 ? TCP在 IP不可靠服務(wù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) ?流水線發(fā)送報文段 ?累計確認(rèn) ? TCP使用單個重傳計時器 ?重傳被下列事件觸發(fā) : ?超時事件 ?重復(fù) ACK ?先考慮簡化的 TCP發(fā)送方 : ? 忽略重復(fù) ACK ? 忽略流量控制，擁塞控制 67 運輸層 TCP 發(fā)送方事件 : ?根據(jù)序號創(chuàng)建報文段 ?序號是報文段中第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)流編號 ?如果未啟動，啟動計時器 (考慮計時器用于最早的沒有確認(rèn)的報文段 ) ?超時間隔 : TimeOutInterval= EstimatedRTT + 4*DevRTT : ?重傳導(dǎo)致超時的報文段 ?重新啟動計時器 ： ?如果確認(rèn)了先前未被確認(rèn)的報文段 ?更新被確認(rèn)的報文段序號 ?如果還有未被確認(rèn)的報文段，重新啟動計時器 68 運輸層 TCP 發(fā)送方 (簡化的 ) NextSeqNum = InitialSeqNum SendBase = InitialSeqNum loop (forever) { switch(event) event: data received from application above create TCP segment with sequence number NextSeqNum if (timer currently not running) start timer pass segment to IP NextSeqNum = NextSeqNum + length(data) event: timer timeout retransmit notyetacknowledged segment with smallest sequence number y start timer event: ACK received, with ACK field value of y if (y SendBase) { /* 累計確認(rèn)到 Y */ SendBase = y if (there are currently notyetacknowledged segments) start timer } } /* end of loop forever */ 注釋 : ? SendBase1: 上次 累計的已確認(rèn)字節(jié) 例如 : ? SendBase1 = 71。通過允許一次發(fā)送多個分組但未被