【正文】 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 在執(zhí)行慢開始算法時，擁塞窗口 cwnd 的初始值為 1，發(fā)送第一個報文段 M0。 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 接收端發(fā)回 ACK2 和 ACK3?，F(xiàn)在發(fā)送端的 cwnd 從 2 增大到 4，并可發(fā)送 M4 ~ M6共 4個報文段。 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 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 當(dāng)擁塞窗口 cwnd 增長到慢開始門限值 ssthresh 時（即當(dāng) 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。 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 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 更新后的 ssthresh 值變?yōu)? 12（即發(fā)送窗口數(shù)值 24 的一半），擁塞窗口再重新設(shè)置為 1，并執(zhí)行慢開始算法。 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 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 乘法減小 (multiplicative decrease) ? “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(luò)擁塞 ） ， 就把慢開始門限值 ssthresh 設(shè)置為當(dāng)前的擁塞窗口值乘以 。 加法增大 (additive increase) ? “加法增大 ” 是指執(zhí)行擁塞避免算法后 ， 當(dāng)收到對所有報文段的確認(rèn)就將擁塞窗口 cwnd增加一個 MSS 大小 ， 使擁塞窗口緩慢增大 ， 以防止網(wǎng)絡(luò)過早出現(xiàn)擁塞 。 利用以上的措施要完全避免網(wǎng)絡(luò)擁塞還是不可能的 。 3. 快重傳和快恢復(fù) ? 快重傳算法規(guī)定 ， 發(fā)送端只要一連收到三個重復(fù)的 ACK 即可斷定有分組丟失了 ，就應(yīng)立即重傳丟失的報文段而不必繼續(xù)等待為該報文段設(shè)置的重傳計時器的超時 。 快重傳舉例 M1, M2 ACK2, ACK3 M4 主機 A 主機 B B 確認(rèn) M1 和 M2 A 發(fā)送 M1 和 M2 A 收到了三個重復(fù)的確認(rèn) ACK3，就立即重傳 M3，而不必等待超時重傳。 (2) 與慢開始不同之處是擁塞窗口 cwnd 不是設(shè)置為 1，而是設(shè)置為 ssthresh + 3 ? MSS。 (4) 若發(fā)送窗口值還容許發(fā)送報文段，就按擁塞避免算法繼續(xù)發(fā)送報文段。 TCP 的重傳機制 ? 重傳機制是 TCP 中最重要和最復(fù)雜的問題之一。只要計時器設(shè)置的重傳時間到但還沒有收到確認(rèn)，就要重傳這一報文段。因而運輸層的往返時延的方差也很大。這兩個時間之差就是報文段的往返時延。 ? 每測量到一個新的往返時延樣本，就按下式重新計算一次平均往返時延 RTT： 平均往返時延 RTT ? ? ? (舊的 RTT) ? (1 ? ?) ? (新的往返時延樣本 ) (72) ? 在上式中， 0 ? ? ? 1。 ? 若選擇 ? 接近于零，則表示加權(quán)計算的平均往返時延 RTT 受新的往返時延樣本的影響較大(RTT 值更新較快 )。 超時重傳時間 RTO (RetransmissionTimeOut) ? 計時器的 RTO 應(yīng)略大于上面得出的 RTT，即： RTO ? ? ? RTT (73) ? 這里 ? 是個大于 1 的系數(shù)。 ? 但若報文段并未丟失而僅僅是增加了一點時延，那么過早地重傳反而會加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。 往返時延 RTT? 往返時間的測量相當(dāng)復(fù)雜 ? TCP 報文段 1 沒有收到確認(rèn)。 ? 如何判定此確認(rèn)報文段是對原來的報文段 1 的確認(rèn)，還是對重傳的報文段 2 的確認(rèn)？ 發(fā)送一個 TCP 報文段 超時重傳 TCP 報文段 收到 ACK 時間 1 2 往返時延 RTT? 是對哪一個報文段 的確認(rèn)？ Karn 算法 ? 在計算平均往返時延 RTT 時，只要報文段重傳了，就不采用其往返時延樣本。 修正的 Karn 算法 ? 報文段每重傳一次 ， 就將重傳時間增大一些： 新的重傳時間 ? ? ? (舊的重傳時間 ) (74) ? 系數(shù) ? 的典型值是 2 。 ? 實踐證明，這種策略較為合理。 ? RED 對每一個到達的數(shù)據(jù)報都先計算平均隊列長度 LAV。 ? 若平均隊列長度超過最大門限 THmax，則將新到達的數(shù)據(jù)報丟棄。 RED 將路由器的到達隊列 劃分成為三個區(qū)域 從隊首 發(fā)送 最小門限 THmin 最大門限 THmin 數(shù)據(jù)報 到達 平均隊列長度 Lav 排隊 丟棄 以概率 p 丟棄 丟棄概率 p 與 THmin 和 Thmax 的關(guān)系 最小門限 THmin 最大門限 THmax 平均隊列長度 Lav 數(shù)據(jù)報丟棄概率 p 0 pmax ? 當(dāng) LAV ? Thmin 時，丟棄概率 p = 0。 ? 當(dāng) THmin ? LAV ? THmax時， 0 ? p ? 1 。 瞬時隊列長度和 平均隊列長度的區(qū)別 隊列長度 時間 瞬時隊列長度 平均隊列長度 TCP 的運輸連接管理 1. 運輸連接的三個階段 ? 運輸連接就有三個階段，即： 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： ? 要使每一方能夠確知對方的存在。 ? 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。 ? 主動發(fā)起連接建立的應(yīng)用進程叫做 客戶(client)。 用三次握手建立 TCP 連接 SYN, SEQ = x 主機 B ACK, SEQ = x + 1, ACK = y ? 1 被動打開 主動打開 確認(rèn) 確認(rèn) 主機 A 連接請求 建立 TCP 連接 ? A 的 TCP 向 B 發(fā)出連接請求報文段，其首部中的同步比特 SYN 應(yīng)置為 1，并選擇序號 x，表明傳送數(shù)據(jù)時的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號是 x。 ? B 在確認(rèn)報文段中應(yīng)將 SYN 置為 1，其確認(rèn)號應(yīng)為 x ? 1，同時也為自己選擇序號 y。 ? A 的 TCP 通知上層應(yīng)用進程，連接已經(jīng)建立。 TCP 連接釋放的過程 FIN, SEQ = x ACK, SEQ = x + 1, ACK = y ? 1 應(yīng)用進程 釋放連接 A 不再發(fā)送報文 FIN, ACK, SEQ = y, ACK = x + 1 主機 B 主機 A 通知主機 應(yīng)用進程 ① 應(yīng)用進程 釋放連接 B 不再發(fā)送報文 ② 確認(rèn) 確認(rèn) 從 A 到 B 的連接就釋放了，連接處于 半關(guān)閉 狀態(tài)。 但你如果還發(fā)送數(shù)據(jù)，我仍接收。 TCP 的有限狀態(tài)機 ? 為了管理因特網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)管理中心設(shè)有管理信息庫 MIB (Management Information Base)。 ? TCP 連接表對每個連接都登記了其連接信息。 連接狀態(tài) 本地 IP 地址 本地端口 遠地 IP 地址 遠地端口 連接 1 連接 2 連接 n 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(guān)閉 主動關(guān)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(guān)閉 發(fā)送 FIN 關(guān)閉 發(fā)送 FIN 關(guān)閉 發(fā)送 FIN 收到 RST 收到 SYN 發(fā)送 SYN, ACK 關(guān)閉 或超時 收到 ACK 收到 SYN, ACK 發(fā)送 ACK 收到 ACK 收到 ACK 收到 FIN 發(fā)送 ACK 收到 FIN, ACK 發(fā)送 ACK 收到 FIN 發(fā)送 ACK 同時關(guān)閉 收到 FIN 發(fā)送 ACK 發(fā)送 SYN 定時經(jīng)過兩倍報文段壽命后 關(guān)閉 TCP 的正常的連接建立和關(guān)閉 SYN, SEQ = x 客戶進程 服務(wù)器進程 LISTEN（被動打開） (主動打開 ) SYN_SENT SYN_RCVD ESTABLISHED ESTABLISHED (主動關(guān)閉 ) FIN_WAIT_1 CLOSE_WAIT ( 被動關(guān)閉 ) FIN_WAIT_2 LAST_ACK TIME_WAIT CLOSED （全雙工數(shù)據(jù)傳送階段） SYN, ACK, SEQ = y, ACK = x + 1 ACK, SEQ = x + 1, ACK = y + 1 FIN, SEQ = u ACK, SEQ = v, ACK = u + 1 FIN, ACK, SEQ = v, ACK = u + 1 ACK, SEQ = u + 1, ACK = v + 1 TIME_WAIT CLOSE_WAIT SYN_RCVD ESTABLISHE