【正文】 運(yùn)輸層 : 一種無(wú) NAK的協(xié)議 ? 與 ，僅使用 ACK ? 代替 NAK,接收方對(duì)最后正確接收的分組發(fā)送 ACK ? 接收方必須明確地包括被確認(rèn)分組的序號(hào) ? 在發(fā)送方冗余的 ACK導(dǎo)致如同 NAK相同的動(dòng)作： 重傳當(dāng)前分組 36 運(yùn)輸層 : 發(fā)送方 , 接收方片段 等待來(lái)自上面的調(diào)用 0 sndpkt = make_pkt(0, data, checksum) udt_send(sndpkt) rdt_send(data) udt_send(sndpkt) rdt_rcv(rcvpkt) ( corrupt(rcvpkt) || isACK(rcvpkt,1) ) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) isACK(rcvpkt,0) 等待 ACK 0 發(fā)送方 FSM 片段 等待來(lái)自下面的調(diào)用0 rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) has_seq1(rcvpkt) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) sndpkt = make_pkt(ACK1, chksum) udt_send(sndpkt) rdt_rcv(rcvpkt) (corrupt(rcvpkt) || has_seq1(rcvpkt)) udt_send(sndpkt) 接收方 FSM 片段 L 37 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線(xiàn)協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)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(shí)延模型 38 運(yùn)輸層 : 具有差錯(cuò)和丟包的信道 新假設(shè) : 下面的信道也能丟失分組 (數(shù)據(jù)或 ACK) ? 檢查和、序號(hào)、重傳將是有幫助的，但不充分 方法 : 發(fā)送方等待 ACK一段“合理的”時(shí)間 ? 如在這段時(shí)間沒(méi)有收到 ACK則重傳 ? 如果分組 (或 ACK)只是延遲 (沒(méi)有丟失 )： ? 重傳將是冗余的，但序號(hào)的使用已經(jīng)處理了該情況 ? 接收方必須定義被確認(rèn)的分組序號(hào) ? 需要倒計(jì)時(shí)定時(shí)器 39 運(yùn)輸層 sndpkt = make_pkt(0, data, checksum) udt_send(sndpkt) start_timer rdt_send(data) 等待 ACK0 rdt_rcv(rcvpkt) ( corrupt(rcvpkt) || isACK(rcvpkt,1) ) 等待來(lái)自 上面的調(diào) 用 1 sndpkt = make_pkt(1, data, checksum) udt_send(sndpkt) start_timer rdt_send(data) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) isACK(rcvpkt,0) rdt_rcv(rcvpkt) ( corrupt(rcvpkt) || isACK(rcvpkt,0) ) rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) isACK(rcvpkt,1) stop_timer stop_timer udt_send(sndpkt) start_timer timeout udt_send(sndpkt) start_timer timeout rdt_rcv(rcvpkt) 等待來(lái)自 上面的調(diào) 用 0 等待 ACK1 L rdt_rcv(rcvpkt) L L L 40 運(yùn)輸層 運(yùn)行情況 無(wú)丟包時(shí)的運(yùn)行 分組丟失 發(fā)送方 發(fā)送方 接收方 接收方 41 運(yùn)輸層 ACK丟失 過(guò)早超時(shí) 發(fā)送方 發(fā)送方 接收方 接收方 42 運(yùn)輸層 ? ，但性能不太好 ? 例子 : 1 Gbps鏈路 , 15 ms端到端傳播時(shí)延 , 1KB分組 : T transmit = 8kb/pkt 10**9 b/sec = 8 microsec ? U sender: 利用率 – 發(fā)送方用于發(fā)送時(shí)間的比率 ? 每 30 msec 1KB 分組 經(jīng) 1 Gbps 鏈路有 33kB/sec 吞吐量 ? 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議限制了物理資源的使用 ! U s e n d er = . 008 3 0 . 0 0 8 = 0 . 0 0 0 2 7 mi c r o s eco n d s L / R R T T + L / R = L (packet length in bits) R (transmission rate, bps) = 43 運(yùn)輸層 : 停等協(xié)議的運(yùn)行 傳輸分組的第一個(gè)比特 , t = 0 發(fā)送方 接收方 RTT 傳輸分組的最后一個(gè)比特 , t = L / R 分組第一個(gè)比特到達(dá) 傳輸最后一個(gè)比特 到達(dá) ,發(fā)送 ACK ACK 到達(dá)，發(fā)送下一個(gè)分組 , t = RTT + L / R U s e n d er = . 008 3 0 . 0 0 8 = 0 . 0 0 0 2 7 mi c r o s eco n d s L / R R T T + L / R = 44 運(yùn)輸層 第 3章 要點(diǎn) ? 運(yùn)輸層服務(wù) ? 復(fù)用與分解 ? 無(wú)連接傳輸 : UDP ? 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑瓌t ? rdt1 ? rdt2 ? rdt3 ? 流水線(xiàn)協(xié)議 ? 面向連接的傳輸 : TCP ? 報(bào)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(shí)延模型 45 運(yùn)輸層 流水線(xiàn)協(xié)議 流水線(xiàn) : 發(fā)送方允許發(fā)送多個(gè)、“傳輸中的” ,還沒(méi)有應(yīng)答的報(bào)文段 ? 序號(hào)的范圍必須增加 ? 發(fā)送方和 /或接收方設(shè)有緩沖 ?流水線(xiàn)協(xié)議的兩種形式 : 回退 N幀法（ goBackN） , 選擇性重傳（ SR） , 46 運(yùn)輸層 流水線(xiàn)協(xié)議 : 增加利用率 傳輸?shù)谝粋€(gè)分組比特 , t = 0 發(fā)送者 接收者 RTT 傳輸最后一個(gè)比特 , t = L / R 第一個(gè)分組比特到達(dá) 分組最后一個(gè)比特到達(dá) ,發(fā)送 ACK ACK 到達(dá) , 發(fā)送下一個(gè)分組 , t = RTT + L / R 第二個(gè)分組最后比特到達(dá) ,發(fā)送 ACK 第三個(gè)分組最后比特到達(dá) ,發(fā)送 ACK U s e n d er = . 0 24 3 0 . 0 0 8 = 0 . 0 0 0 8 mi c r o s ec o nds 3 * L / R R T T + L / R = 利用率增加 3倍 ! 47 運(yùn)輸層 GoBackN 發(fā)送方 : ? 在分組首部需要 K比特序號(hào)， 2k=N ? “窗口”最大為 N, 允許 N個(gè)連續(xù)的沒(méi)有應(yīng)答分組 ? ACK(n): 確認(rèn)所有的（包括序號(hào) n）的分組 “累計(jì) ACK” ? 可能收到重復(fù)的 ACKs (見(jiàn)接收方 ) ? 對(duì)每個(gè)傳輸中的分組的用同一個(gè)計(jì)時(shí)器 ? timeout(n):若 超時(shí)，重傳窗口中的分組 n及所有更高序號(hào)的分組 48 運(yùn)輸層 GBN: 發(fā)送方擴(kuò)展的 FSM 等待 start_timer udt_send(sndpkt[base]) udt_send(sndpkt[base+1]) … udt_send(sndpkt[nextseqnum1]) 超時(shí) rdt_send(data) if (nextseqnum base+N) { sndpkt[nextseqnum] = make_pkt(nextseqnum,data,chksum) udt_send(sndpkt[nextseqnum]) if (base == nextseqnum) start_timer nextseqnum++ } else refuse_data(data) base = getacknum(rcvpkt)+1 If (base == nextseqnum) stop_timer else start_timer rdt_rcv(rcvpkt) notcorrupt(rcvpkt) base=1 nextseqnum=1 rdt_rcv(rcvpkt) corrupt(rcvpkt) L 49 運(yùn)輸層 GBN: 接收方擴(kuò)展 FSM ? 只有 ACK: 對(duì)發(fā)送正確接收的分組總是發(fā)送具有最高按序序號(hào)的 ACK ? 可能產(chǎn)生冗余的 ACKs ? 僅僅需要記住期望的序號(hào)值 （ expectedseqnum） ? 對(duì)失序的分組 : ? 丟棄 (不緩存 ) 沒(méi)有接收緩沖區(qū) ! ? 重新確認(rèn)具有按序的分組 Wait udt_send(sndpkt) default rdt_rcv(rcvpkt) notcurrupt(rcvpkt) hasseqnum(rcvpkt,expectedseqnum) extract(rcvpkt,data) deliver_data(data) sndpkt = make_pkt(expectedseqnum,ACK,chksum) udt_send(sndpkt) expectedseqnum++ expectedseqnum=1 sndpkt = make_pkt(expectedseqnum,ACK,chksum) L 等待 50 運(yùn)輸層 GBN 操作 發(fā)送方 接收方 51 運(yùn)輸層 選擇性重傳（ Selective Repeat） GBN改善了信道效率，但仍然有不必要重傳問(wèn)題 ?接收方分別確認(rèn)所有正確接收的報(bào)文段 ?需要緩存分組 , 以便最后按序交付給給上層 ?發(fā)送方只需要重傳沒(méi)有收到 ACK的分組 ?發(fā)送方定時(shí)器對(duì)每個(gè)沒(méi)有確認(rèn)的分組計(jì)時(shí) ?發(fā)送窗口 ? N個(gè)連續(xù)的序號(hào) ?也需要限制已發(fā)送但尚未應(yīng)答分組的序號(hào) 52 運(yùn)輸層 選擇性重傳 : 發(fā)送方 , 接收方窗口 a. 發(fā)送方看到的序號(hào) b. 接收方看到的序號(hào) 已經(jīng)確認(rèn) 可用，還未發(fā)送 發(fā)送，還未確認(rèn) 不可用 可接受（窗口內(nèi)） 失序 (已緩存 )但未被確認(rèn) 可接受（窗口內(nèi)） 期待，還未收到 不可用 窗口長(zhǎng)度 N 窗口長(zhǎng)度 N 53 運(yùn)輸層 選擇性重傳 上層傳來(lái)數(shù)據(jù) : ? 如果窗口中下一個(gè)序號(hào)可用 , 發(fā)送報(bào)文段 timeout(n): ? 重傳分組 n, 重啟其計(jì)時(shí)器 ACK(n) 在[sendbase,sendbase+N]: ? 標(biāo)記分組 n 已經(jīng)收到 ? 如果 n 是最小未收到應(yīng)答的分組，向前滑動(dòng)窗口 base指針到下一個(gè)未確認(rèn)序號(hào) 發(fā)送方 分組 n在 [rcvbase, rcvbase+N1] ? 發(fā)送 ACK(n) ? 失序 : 緩存 ? 按序 : 交付 (也交付所有緩存的按序分組 ),向前滑動(dòng)窗口到下一個(gè)未收到報(bào)文段的序號(hào) 分組 n在 [rcvbaseN,rcvbase1] ? ACK(n) 其他 : ? 忽略 接收方 54 運(yùn)輸層 選擇重傳的操作 55 運(yùn)輸層 選擇重傳 : 困難的問(wèn)題 例子 : ? 序號(hào) : 0, 1, 2, 3 ? 窗口長(zhǎng)度 = 3 ? 接收方：在 (a)和 (b)兩種情況下接收方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)差別 ! ? 在 (a)中不正確地將新的冗余的當(dāng)為新的，而在 (b)中不正確地將新的當(dāng)作冗余的 問(wèn)題 : 序號(hào)長(zhǎng)度與窗口長(zhǎng)度有什么關(guān)系 ? 回答： 窗口長(zhǎng)度小于等于序號(hào)空間的一半 56 運(yùn)輸層 可靠數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制及用途總結(jié) 機(jī)制