【正文】 連接請求依賴通信子網(wǎng)完成。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 三次握手建立連接 ?三次握手 (threeway handshake)方案解決了由于網(wǎng)絡(luò)層會丟失、存儲和重復(fù)分組帶來的問題。 ? B 發(fā)出序號為 Y的接受連接確認(rèn) ACK TPDU，并確認(rèn) A的序號為 X的建立連接請求。 主機(jī) A 主機(jī) B ? ? ? 連接請求 CR(seq=x) 接受連接，回送確認(rèn) ACK(seq=y, ACK=x) 發(fā)送數(shù)據(jù)，回送確認(rèn) DATA(seq=x, ACK=y) 連接成功 ! 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 重復(fù)的 CR ?如果出現(xiàn)了重復(fù)的建立連接請求 CR的情況，三次握手可以很好的解決。 主機(jī) A 主機(jī) B 重復(fù)連接請求 CR(seq=x) 接受連接，回送確認(rèn) ACK(seq=y, ACK=x) 拒絕連接，回送確認(rèn) REJECT(ACK=y) X是重復(fù)連接請求， 放棄連接！ 應(yīng)該是 ACK=y， 所以 ACK=z是重復(fù)的。 ? 存在丟失數(shù)據(jù)的危險。 ? 由于 兩軍問題 (twoarmy problem)的存在，可以證明不存在安全的通過 N次握手實現(xiàn)對稱式連接釋放的方法。 ? 藍(lán)軍 2不知道藍(lán)軍 1是否收到確認(rèn)，不能貿(mào)然行動。 ? 沒有一個滿意的解決問題的方法。 ? (a) 三次握手釋放連接的正常情況。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 三次握手 + 定時器的方法釋放連接 ? (c) 應(yīng)答丟失的情況 ? (d) 應(yīng)答丟失以及后續(xù) DR丟失的情況。接收方的傳輸層實體既可以做也可以不做緩存。 ?所謂可變滑動窗口協(xié)議，是指發(fā)送方的發(fā)送窗口大小是由接收方根據(jù)自己的實際緩存情況給出的。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 圖例：流量控制 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 Inter傳輸協(xié)議 ?Inter傳輸層包含了兩個協(xié)議： TCP和 UDP。 ? TCP協(xié)議概述 ? TCP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU ? TCP的 連接管理 ? TCP的 傳輸策略 ? TCP的 擁塞控制 ? TCP的 定時管理 ?用戶數(shù)據(jù)協(xié)議 UDP(User Data Protocol)是無連接的端到端傳輸協(xié)議。 ? 舉例：用 UDP協(xié)議傳輸 RIP。協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是RFC793。 ? 一部分是操作系統(tǒng)的部分核心 (管理 TCP字節(jié)流，實現(xiàn)與 IP層的接口 )。 ? TCP只支持兩個端點之間的通信，即只支持單一廣播(Unicase)，不支持多播 (multicast)和廣播 (broadcast)。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 FTP 21 TELNET 23 SMTP 25 HTTP 80 DNS 53 SNMP 161 傳輸層 應(yīng)用層 端口 TCP的傳輸連接 ?應(yīng)用程序使用 TCP的傳輸服務(wù)是通過在收發(fā)雙方創(chuàng)建套接字 Socket來實現(xiàn)的； Socket的地址是用 (IP地址，主機(jī)端口號 )來標(biāo)識的。 ?用 16bit區(qū)分 216個端口： 256以下的端口號被標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)保留；取值大于 256的為自由端口，在主機(jī)建鏈時為本地用戶進(jìn)程動態(tài)分配得到。 ? 段就是 TCP的 TPDU。 ? 段的大小由 TCP軟件決定，可以將幾次寫入的數(shù)據(jù)集合到一個段中，也可以將一個大的數(shù)據(jù)分成幾個段來傳輸。 ?滿足底層網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) MTU的限制，比如以太網(wǎng)中， MTU＝ 1500字節(jié)。 ? 發(fā)送方發(fā)送一個段后，啟動計時器。 ? 接收方收到這個段后，發(fā)送一個確認(rèn)段，包括的信息有：確認(rèn)序號、希望收到的下一個段的序號，如果有數(shù)據(jù)也可以帶上數(shù)據(jù)。為了強(qiáng)迫數(shù)據(jù)發(fā)送，可以使用 PUSH標(biāo)記。 Back 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP的 TPDU — 段 ?傳輸實體之間使用段 (segment)，即 TPDU交換數(shù)據(jù)。 IP 報頭 TCP報頭 TCP的段（ TPDU） 數(shù) 據(jù) 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP的報頭 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP的報頭 ?源端口和目的端口：各 16bits。 ? TCP頭的長度： 4bits，包含可選項域。 ?標(biāo)識位： 6bits，置 1表示有效。 ? ACK：確認(rèn)號是否有效。 ? RST：由于不可恢復(fù)的錯誤重置連接。 ? FIN：用于連接釋放指示。 ? 用于基于可變滑動窗口的流控，指示發(fā)送方從確認(rèn)號開始可以再發(fā)送窗口大小的字節(jié)流； ?校驗和： 16bits。 ?緊急指針： 16bits。用于指示緊急數(shù)據(jù)的位置。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 偽 TCP報頭 ?偽 TCP報頭的信息來自 IP數(shù)據(jù)報的報頭，參與校驗，用于檢錯。 ? 發(fā)起連接方執(zhí)行 CONNECT原語，產(chǎn)生一個 SYN為 1和 ACK為 0的 TCP段，表示連接請求。 ?若沒有，回答 RST置 1的 TCP段。在接受后，發(fā)出一個SYN置 1和 ACK置 1的 TCP段表示連接確認(rèn)。 ?單向的連接釋放 ? 釋放連接時，發(fā)出 FIN位置 1的 TCP段并啟動定時器，在收到確認(rèn)后關(guān)閉連接。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 圖例： TCP連接建立的過程 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP連接管理中有限狀態(tài)機(jī)中的狀態(tài) 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP連接管理有限狀態(tài)機(jī) Back 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 TCP的傳輸策略 ?TCP的傳輸策略有： ? 基于確認(rèn)和可變窗口大小的滑動窗口機(jī)制。 ?發(fā)送和接收的策略 ? 發(fā)送方： 盡量不發(fā)送數(shù)據(jù)含量小的數(shù)據(jù)段，而是緩存應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，等到形成一個比較大的段再發(fā)送。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 圖例： TCP的窗口管理 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 特殊情況的處理 ?當(dāng)滑動窗口 WIN=0時。 ? 但有兩個例外： ?緊急數(shù)據(jù)可以發(fā)送，立即中斷遠(yuǎn)程的用戶進(jìn)程。 ?傳輸一個字節(jié)的問題 ? 發(fā)送 1BYTE時，會出現(xiàn)帶寬浪費(fèi)的問題，于是使用 Nagle算法來解決。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 發(fā)送 1BYTE出現(xiàn)的問題 ?假設(shè)一個 TELNET連接，編輯器對每次擊鍵都作出響應(yīng)。 ? 在接收方， TCP立即發(fā)送一個 40字節(jié)的確認(rèn)。 ? 總之是用 162字節(jié)，發(fā)送了 4個數(shù)據(jù)段，處理了一個字節(jié)。 字符 1 字符 2 字符 3 字符 4 字符 5 字符 6 字符 7 字符 8 字符 9 …… 字符 1 字符 2 字符 3 字符 4 字符 5 字符 6 字符 7 字符 8 發(fā)送 發(fā)送 確認(rèn) 確認(rèn) 發(fā)送 字符 1 字符 2 字符 3 字符 4 字符 5 字符 6 字符 7 字符 8 計 算 機(jī)