【正文】 算法的實(shí)現(xiàn)舉例 當(dāng)擁塞窗口 cwnd 增長(zhǎng)到慢開(kāi)始門(mén)限值 ssthresh 時(shí)（即當(dāng) cwnd = 16 時(shí)），就改為執(zhí)行擁塞避免算法，擁塞窗口按線性規(guī)律增長(zhǎng)?，F(xiàn)在發(fā)送端的 cwnd 從 2 增大到 4，并可發(fā)送 M4 ~ M6共 4個(gè)報(bào)文段。 課件制作人：謝希仁 慢開(kāi)始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 接收端發(fā)回 ACK2 和 ACK3。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進(jìn)入擁塞避免 發(fā)生超時(shí) 指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng) 線性規(guī)律增長(zhǎng) ssthresh = 16 慢開(kāi)始 慢開(kāi)始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進(jìn)入擁塞避免 課件制作人：謝希仁 慢開(kāi)始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 在執(zhí)行慢開(kāi)始算法時(shí)，擁塞窗口 cwnd 的初始值為 1，發(fā)送第一個(gè)報(bào)文段 M0。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進(jìn)入擁塞避免 發(fā)生超時(shí) 指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng) 線性規(guī)律增長(zhǎng) ssthresh = 16 慢開(kāi)始 慢開(kāi)始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進(jìn)入擁塞避免 課件制作人：謝希仁 慢開(kāi)始和擁塞避免算法的實(shí)現(xiàn)舉例 發(fā)送端的發(fā)送窗口不能超過(guò)擁塞窗口 cwnd 和接收端窗口 rwnd 中的最小值。圖中的窗口單位不使用字節(jié)而使用 報(bào)文段 。 ? 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 。 課件制作人：謝希仁 慢開(kāi)始算法的原理 ? 在主機(jī)剛剛開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段時(shí)可先將擁塞窗口 cwnd 設(shè)置為一個(gè)最大報(bào)文段 MSS 的數(shù)值 。 課件制作人：謝希仁 發(fā)送窗口的上限值 ? 發(fā)送端的發(fā)送窗口的上限值應(yīng)當(dāng)取為接收端窗口 rwnd 和擁塞窗口 cwnd 這兩個(gè)變量中較小的一個(gè)，即應(yīng)按以下公式確定： 發(fā)送窗口的上限值 ? Min [rwnd, cwnd] (71) ? 當(dāng) rwnd cwnd 時(shí)，是接收端的接收能力限制發(fā)送窗口的最大值。接收端將此窗口值放在 TCP 報(bào)文的首部中的窗口字段，傳送給發(fā)送端。 ? 擁塞窗口 cwnd (congestion window)。 課件制作人：謝希仁 利用可變窗口大小進(jìn)行流量控制 雙方確定的窗口值是 400 SEQ = 1 SEQ = 201 SEQ = 401 SEQ = 301 SEQ = 101 SEQ = 501 ACK = 201, WIN = 300 ACK = 601, WIN = 0 ACK = 501, WIN = 200 主機(jī) A 主機(jī) B 允許 A 再發(fā)送 300 字節(jié)（序號(hào) 201 至 500） A 還能發(fā)送 200 字節(jié) A 還能發(fā)送 200 字節(jié)（序號(hào) 301 至 500） A 還能發(fā)送 300 字節(jié) A 還能發(fā)送 100 字節(jié)（序號(hào) 401 至 500） A 超時(shí)重發(fā)，但不能發(fā)送序號(hào) 500 以后的數(shù)據(jù) 允許 A 再發(fā)送 200 字節(jié)（序號(hào) 501 至 700） A 還能發(fā)送 100 字節(jié)（序號(hào) 501 至 700） 不允許 A 再發(fā)送（到序號(hào) 600 的數(shù)據(jù)都已收到） SEQ = 201 丟失！ 課件制作人：謝希仁 2. 慢開(kāi)始和擁塞避免 ? 發(fā)送端的主機(jī)在確定發(fā)送報(bào)文段的速率時(shí)，既要根據(jù)接收端的接收能力，又要從全局考慮不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞。 已發(fā)送 并被確認(rèn) 已發(fā)送但 未被確認(rèn) 課件制作人：謝希仁 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 已發(fā)送 并被確認(rèn) 已發(fā)送但 未被確認(rèn) 可發(fā)送 不可發(fā)送 指針 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 已發(fā)送 并被確認(rèn) 可發(fā)送 不可 發(fā)送 指針 發(fā)送窗口前移 發(fā)送窗口縮小 ? 發(fā)送端收到了對(duì)方對(duì)前 400 字節(jié)數(shù)據(jù)的確認(rèn)，但對(duì)方通知發(fā)送端必須把窗口減小到 400 字節(jié)。 課件制作人：謝希仁 收到確認(rèn)即可前移 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 可發(fā)送 不可發(fā)送 指針 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 發(fā)送窗口 可發(fā)送 不可發(fā)送 指針 發(fā)送窗口前移 ? 發(fā)送端已發(fā)送了 400 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但只收到對(duì)前 200 字節(jié)數(shù)據(jù)的確認(rèn)，同時(shí)窗口大小不變。 ? 發(fā)送 TCP 要維護(hù)一個(gè)指針。 課件制作人：謝希仁 收到確認(rèn)即可前移 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 發(fā)送窗口 可發(fā)送 不可發(fā)送 指針 ? 發(fā)送端要發(fā)送 900 字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，劃分為 9 個(gè) 100 字節(jié)長(zhǎng)的報(bào)文段，而發(fā)送窗口確定為 500 字節(jié)。 ? 發(fā)送窗口在連接建立時(shí)由雙方商定 。 窗口大小的單位是 字節(jié) 。 因此確認(rèn)號(hào)表示 接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào) 。 ? TCP 的確認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)表示確認(rèn) 。 ? 在連接建立時(shí) ， 雙方要商定初始序號(hào) 。 課件制作人：謝希仁 TCP 的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn) ? TCP 協(xié)議是面向字節(jié)的 。 數(shù)據(jù)字段加上 TCP 首部 才等于整個(gè)的 TCP 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) 。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 選項(xiàng)字段 —— 長(zhǎng)度可變 。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 緊急指針字段 —— 占 16 bit。 檢驗(yàn)和字段檢驗(yàn)的范圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分 。 TCP 連接的一端根據(jù)設(shè)置的緩存空間大小確定自己的接收窗口大小，然后通知對(duì)方以確定對(duì)方的發(fā)送窗口的上限。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 窗口字段 —— 占 2 字節(jié)。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 終止比特 FIN (FINal) —— 用來(lái)釋放一個(gè)連接。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變） 源 端 口 序 號(hào) 緊 急 指 針 窗 口 確 認(rèn) 號(hào) 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 復(fù)位比特 RST (ReSeT) —— 當(dāng) RST ? 1 時(shí)，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)（如由于主機(jī)崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運(yùn)輸連接。當(dāng) ACK ? 0 時(shí)，確認(rèn)號(hào)無(wú)效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送 (相當(dāng)于高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù) )。 課件制作人：謝希仁 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗(yàn) 和 選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可