CH6運(yùn)輸層.ppt

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),第 6 章 運(yùn)輸層,第 6 章 運(yùn)輸層,6.1 運(yùn)輸層基本概念 6.1.1 傳輸服務(wù) 6.1.2 傳輸協(xié)議的要素 6.1.3 運(yùn)輸層在OSI中的地位和作用 6.2 傳輸控制協(xié)議 6.2.1 TCP服務(wù)模型 6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制 6.2.3 TCP連接管理,第 6 章 運(yùn)輸層（續(xù)）,6.2.4 TCP滑動(dòng)窗口機(jī)制 6.2.5 TCP重傳策略 6.2.6 TCP擁塞控制 6.3 用戶數(shù)據(jù)報(bào)傳輸協(xié)議 6.3.1 UDP 服務(wù)模型 6.3.2 UDP 數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制 6.3.3 UDP 協(xié)議的應(yīng)用,6.1 運(yùn)輸層基本概念,6.1.1 傳輸服務(wù) 6.1.2 傳輸協(xié)議的要素 6.1.3

2、 運(yùn)輸層在OSI中的地位和作用,6.1 運(yùn)輸層基本概念,傳輸層是整個(gè)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的核心，其功能是從源主機(jī)到目的主機(jī)提供可靠的、價(jià)格低廉的數(shù)據(jù)傳輸，而與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)或使用的網(wǎng)關(guān)無關(guān)。,運(yùn)輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信,5 4 3 2 1,運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信,主機(jī) A,主機(jī) B,應(yīng)用進(jìn)程,應(yīng)用進(jìn)程,路由器 1,路由器 2,AP1,LAN2,WAN,AP2,AP3,AP4,IP 層,LAN1,AP1,AP2,AP4,端口,端口,5 4 3 2 1,IP 協(xié)議的作用范圍,運(yùn)輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍,AP3,運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別,應(yīng)用進(jìn)程,應(yīng)用進(jìn)程,IP 協(xié)議

3、的作用范圍 （提供主機(jī)之間的邏輯通信）,TCP 和 UDP 協(xié)議的作用范圍 （提供進(jìn)程之間的邏輯通信）,因 特 網(wǎng),6.1.1 傳輸服務(wù),1.傳輸實(shí)體 傳輸層中完成向應(yīng)用層提供服務(wù)的硬件和軟件稱為傳輸實(shí)體（Transport Entity） 傳輸實(shí)體可能存在于下列軟、硬件環(huán)境中： 操作系統(tǒng)的內(nèi)核中 一個(gè)單獨(dú)的用戶進(jìn)程中 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的程序庫中 網(wǎng)絡(luò)接口卡上,6.1.1 傳輸服務(wù),傳輸層的最終目標(biāo)是向其用戶（或是指應(yīng)用層的進(jìn)程）提供有效的、可靠且價(jià)格合理的服務(wù)。這需要使用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層之間的邏輯關(guān)系 傳輸層起著將通信子網(wǎng)的技術(shù)、設(shè)計(jì)和各種欠缺與上層隔離的關(guān)鍵作用 網(wǎng)絡(luò)地址

4、與傳輸?shù)刂返年P(guān)系 兩種傳輸服務(wù)：面向連接的TCP和無連接的UDP,運(yùn)輸實(shí)體,運(yùn)輸實(shí)體,運(yùn)輸協(xié)議,運(yùn)輸層,層接口,運(yùn)輸服務(wù)用戶 （應(yīng)用層實(shí)體）,運(yùn)輸服務(wù)用戶 （應(yīng)用層實(shí)體）,層接口,網(wǎng)絡(luò)層 （或網(wǎng)際層）,應(yīng)用層,主機(jī) A,主機(jī) B,運(yùn)輸層服務(wù)訪問點(diǎn) TSAP,網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點(diǎn) NSAP,網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層之間的邏輯關(guān)系,6.1.2 傳輸協(xié)議的要素,傳輸服務(wù)是通過建立連接的兩個(gè)傳輸實(shí)體之間所采用的傳輸協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。 傳輸層協(xié)議與數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的異同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：都必須解決差錯(cuò)控制、分組順序、流量控制及其它問題 不同點(diǎn)： 主要是所運(yùn)行的環(huán)境不同。傳輸層是通信子網(wǎng)間進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層是兩個(gè)

5、相鄰節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸。 這導(dǎo)致在傳輸層需要尋址、建立連接的過程復(fù)雜以及對(duì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)與流量控制的方法上的區(qū)別。,6.1.2 傳輸協(xié)議的要素尋址,當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序希望與另一個(gè)應(yīng)用程序傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，如果是面向連接的，則在建立連接時(shí)，必須指定是與那個(gè)應(yīng)用進(jìn)程相連，如果是無連接的，也要指明數(shù)據(jù)發(fā)給誰。 傳輸?shù)刂罚篒P地址主機(jī)端口號(hào) 兩種編址方式： 分級(jí)結(jié)構(gòu)：也稱為層次型地址，由一系列字段組成，這些字段將地址分為不相交的分區(qū)。易于進(jìn)行路徑選擇，但當(dāng)用戶或進(jìn)程遷移時(shí)，必須重新分配地址。如： 地址國家/網(wǎng)絡(luò)/主機(jī)/端口 平面結(jié)構(gòu)：地址隨機(jī)分配，不含任何路徑信息。,6.1.2 傳輸協(xié)議的要素建立連接,建立連接的復(fù)雜

6、性在于如何確認(rèn)可靠的連接已經(jīng)建立起來了。 在TCP中采用三次握手的方法并增加某些條件來解決最后確認(rèn)問題。 增加的條件是： 所發(fā)送的報(bào)文都要有遞增的序列號(hào) 對(duì)每一個(gè)報(bào)文設(shè)置計(jì)時(shí)器，設(shè)定一個(gè)最大時(shí)延。 三次握手的原理： 發(fā)送方向接收方發(fā)送建立連接的請(qǐng)求報(bào)文，接收方向發(fā)送方回應(yīng)一個(gè)對(duì)建立連接請(qǐng)求報(bào)文的確認(rèn)報(bào)文，發(fā)送方再向接收方發(fā)送一個(gè)對(duì)確認(rèn)報(bào)文的確認(rèn)報(bào)文。,6.1.2 傳輸協(xié)議的要素釋放連接,采用三次握手的方法，有對(duì)稱釋放和非對(duì)稱釋放兩種方式 對(duì)稱釋放： 在兩個(gè)方向上分別釋放連接，一方釋放連接后，只是不能發(fā)送數(shù)據(jù)，可以繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。 適合于每個(gè)進(jìn)程有固定數(shù)量的數(shù)據(jù)需要發(fā)送并確切知道何時(shí)發(fā)送完畢的情況

7、 非對(duì)稱釋放： 當(dāng)一方釋放連接時(shí)，兩個(gè)方向的連接都會(huì)被釋放。 很突然，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，不適合在傳輸層使用。,6.1.3 運(yùn)輸層在OSI中的地位和作用,兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信。 應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為端到端的通信。 運(yùn)輸層的一個(gè)很重要的功能就是復(fù)用和分用。應(yīng)用層不同進(jìn)程的報(bào)文通過不同的端口向下交到運(yùn)輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 傳輸層的主要功能是：對(duì)一個(gè)進(jìn)行的對(duì)話或連接提供可靠的傳輸服務(wù)，在通向網(wǎng)絡(luò)的單一無力連接上實(shí)現(xiàn)該連接的服用，在單一連接上提供端到端的序號(hào)與流量控制、端到端的差錯(cuò)控制及恢復(fù)等服務(wù),6.2 傳輸控制協(xié)議,TCP是用于在不可靠的因特網(wǎng)上

8、提供可靠的、端到端的字節(jié)流通信的協(xié)議 6.2.1 TCP服務(wù)模型 6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制 6.2.3 TCP連接管理 6.2.4 TCP滑動(dòng)窗口機(jī)制 6.2.5 TCP重傳策略 6.2.6 TCP擁塞控制,6.2.1 TCP服務(wù)模型,TCP服務(wù)模型具有以下特征： TCP 則提供面向連接的服務(wù) 端到端的通信，不提供廣播或多播服務(wù) 高可靠性，確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，不會(huì)出現(xiàn)丟失或亂序 全雙工方式傳輸 采用字節(jié)流方式，以字節(jié)為單位傳輸字節(jié)序列，如果字節(jié)流太長，將其分段。 提供緊急數(shù)據(jù)傳送功能，即當(dāng)有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，發(fā)送進(jìn)程會(huì)立即發(fā)送，接收方收到后會(huì)暫停當(dāng)前工作，讀取緊急數(shù)據(jù)并做相應(yīng)處理。,

9、6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制,TCP的段結(jié)構(gòu) TCP是應(yīng)用大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，所以需要將長的數(shù)據(jù)流分段。,TCP 首部,20 字節(jié)的 固定首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,32 bit,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,TCP 數(shù)據(jù)部分,TCP 首部,TCP 報(bào)文段,IP 數(shù)據(jù)部分,IP 首部,發(fā)送在前,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 度 可 變）,源 端

10、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,源端口和目的端口字段各占 2 字節(jié)。端口是運(yùn)輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口。運(yùn)輸層的復(fù)用和分用功能都要通過端口才能實(shí)現(xiàn)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,序號(hào)字段占 4 字節(jié)。TCP 連接中傳

11、送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)。序號(hào)字段的值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,確認(rèn)號(hào)字段占 4 字節(jié)，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針

12、,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,頭長度占 4 bit，它指出 TCP 報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位不是字節(jié)而是 32 bit 字（4 字節(jié)為計(jì)算單位）。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,保留字段占

13、6 bit，保留為今后使用，但目前應(yīng)置為 0。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,緊急比特 URG 當(dāng) URG 1 時(shí)，表明緊急指針字段有效。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))。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗

14、 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,確認(rèn)比特 ACK 只有當(dāng) ACK 1 時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。當(dāng) ACK 0 時(shí)，確認(rèn)號(hào)無效。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,推送比特 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到推送比特置 1 的報(bào)文段，就盡快地交付給

15、接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 度 可 變）,源

16、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,同步比特 SYN 同步比特 SYN 置為 1，就表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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) 用來釋放一個(gè)連接。當(dāng)FIN

17、1 時(shí)，表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運(yùn)輸連接。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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)。窗口字段用來控制對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)。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。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,

18、選 項(xiàng) （長 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,檢驗(yàn)和 占 2 字節(jié)。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。在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，要在 TCP 報(bào)文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部。具體算法是將TCP段的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成一系列的16比特的整數(shù)，并相加,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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

19、 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。緊急指針指出在本報(bào)文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)，以區(qū)分緊急數(shù)據(jù)和非緊急數(shù)據(jù)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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 長度可變。一種選項(xiàng)，即最大報(bào)文段長度 MSS (Maximum Segment Size)。MSS 告訴對(duì)方

20、TCP：“我的緩存所能接收的報(bào)文段的數(shù)據(jù)字段的最大長度是 MSS 個(gè)字節(jié)?！?。另一個(gè)是在使用高帶寬線路傳輸大型文件時(shí)，允許用16比特代替32比特的窗口字段。,MSS 是 TCP 報(bào)文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長度。 數(shù)據(jù)字段加上 TCP 首部 才等于整個(gè)的 TCP 報(bào)文段。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,頭 長度,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長 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,填充字段 這是為了使整個(gè)首部長度是 4 字節(jié)的整

21、數(shù)倍。,6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP端口號(hào),端口用一個(gè) 16 bit 端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志，可以有065535范圍內(nèi)的端口。 端口號(hào)只具有本地意義，即端口號(hào)只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)程。在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒有聯(lián)系的。,6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP端口號(hào),對(duì)于這65536個(gè)端口有如下使用規(guī)定： 端口號(hào)小于256的定義為常用端口，服務(wù)器一般是通過常用端口來識(shí)別的。任何TCP/IP實(shí)現(xiàn)所提供的服務(wù)都用11023之間的端口號(hào)。這些端口號(hào)由Internet端口號(hào)分配機(jī)構(gòu)IANA(Intenet Assigned Numbers Authority) 另一類則是一般端口，

22、用來隨時(shí)分配給請(qǐng)求通信的客戶進(jìn)程，又稱為臨時(shí)端口號(hào)，只需保證在本機(jī)上是唯一的即可。一般在10245000之間 大于5000的端口號(hào)是為其它服務(wù)器預(yù)留的（Internet上并不常用的服務(wù)）,6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP端口號(hào),6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP連接管理,建立、維護(hù)和釋放連接的過程就是連接管理 1.連接建立 采用三次握手協(xié)議 第一次：第一方向另一方發(fā)送連接請(qǐng)求段 第二次：回應(yīng)對(duì)連接請(qǐng)求的確認(rèn)段 第三次：第一方再發(fā)送對(duì)確認(rèn)方確認(rèn)段的確認(rèn),用三次握手建立 TCP 連接,主機(jī) B,被動(dòng)打開,主動(dòng)打開,確認(rèn),確認(rèn),主機(jī) A,連接請(qǐng)求,建立 TCP 連接,A 的 TCP 向 B 發(fā)

23、出連接請(qǐng)求報(bào)文段，其首部中的同步比特 SYN 應(yīng)置為 1，并選擇序號(hào) x，表明傳送數(shù)據(jù)時(shí)的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)是 x。 B 的 TCP 收到連接請(qǐng)求報(bào)文段后，如同意，則發(fā)回確認(rèn)。 B 在確認(rèn)報(bào)文段中應(yīng)將 SYN 置為 1，其確認(rèn)號(hào)應(yīng)為 x 1，同時(shí)也為自己選擇序號(hào) y。 A 收到此報(bào)文段后，向 B 給出確認(rèn)，其確認(rèn)號(hào)應(yīng)為 y 1。 A 的 TCP 通知上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。 當(dāng)運(yùn)行服務(wù)器進(jìn)程的主機(jī) B 的 TCP 收到主機(jī) A 的確認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。,TCP 的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn),TCP 協(xié)議是面向字節(jié)的。TCP 將所要傳送的報(bào)文看成是字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，并使每一個(gè)字節(jié)

24、對(duì)應(yīng)于一個(gè)序號(hào)。 在連接建立時(shí)，雙方要商定初始序號(hào)。TCP 每次發(fā)送的報(bào)文段的首部中的序號(hào)字段數(shù)值表示該報(bào)文段中的數(shù)據(jù)部分的第一個(gè)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)。接收端返回的確認(rèn)號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加 1。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)。,6.2.2 TCP數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP連接管理,2.連接釋放 因?yàn)槭侨p工通信，一方發(fā)完，另一方不一定發(fā)完，所以TCP采用對(duì)稱釋放方式。 采用三次握手方式,TCP 連接釋放的過程,應(yīng)用進(jìn)程 釋放連接 A 不再發(fā)送報(bào)文,主機(jī) B,主機(jī) A,確認(rèn),確認(rèn),從 A 到 B 的連接就釋放了，連接處于半

25、關(guān)閉狀態(tài)。 相當(dāng)于 A 向 B 說： “我已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了。 但你如果還發(fā)送數(shù)據(jù)，我仍接收?！?至此，整個(gè)連接已經(jīng)全部釋放。,6.2.4 TCP滑動(dòng)窗口機(jī)制,TCP中的滑動(dòng)窗口管理并不直接受制于確認(rèn)信息。發(fā)送方不需要從應(yīng)用層的數(shù)據(jù)一到就馬上發(fā)送，可以等數(shù)據(jù)到達(dá)一定數(shù)量后一起發(fā)送。接收方也不用一接收到數(shù)據(jù)立即發(fā)送確認(rèn)，可以等到接收的數(shù)據(jù)達(dá)到一定數(shù)量后一起發(fā)送確認(rèn)。 TCP的滑動(dòng)窗口協(xié)議中的接收窗口的大小是隨著已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)量變化的。,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,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

26、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）,6.2.5 TCP重傳策略,重傳機(jī)制是 TCP 中最重要和最復(fù)雜的問題之一。 TCP 每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段，就對(duì)這個(gè)報(bào)文段設(shè)置一次計(jì)時(shí)器。只要計(jì)時(shí)器設(shè)置的重傳時(shí)間到但還沒有收到確認(rèn)，就要重傳這一報(bào)文段。 這種重傳策略的關(guān)鍵是對(duì)計(jì)時(shí)器初值的設(shè)

27、定。目前采用較多的算法是Jacobson于1988年提出的一種不斷調(diào)整超時(shí)時(shí)間間隔的動(dòng)態(tài)算法。,6.2.5 TCP重傳策略,Jacobson算法的基本原理： 對(duì)每條TCP連接都保持一個(gè)變量RTT，用于存放當(dāng)前到目的端往返所需時(shí)間最接近的估計(jì)值。 當(dāng)發(fā)送一個(gè)報(bào)文段時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)連接的計(jì)時(shí)器。 如果再超時(shí)前到達(dá)，則記錄所需的時(shí)間M，并修正RTT的值。 平均往返時(shí)延RTT (舊的RTT) (1 ) (新的往返時(shí)延樣本) 如果超時(shí)了，則將RTT的值增加1倍。,6.2.5 TCP擁塞控制,在Internet中，對(duì)擁塞控制的大部分是由TCP完成的，對(duì)擁塞控制的最有效的方法是降低數(shù)據(jù)傳輸速率。 要進(jìn)行擁塞控制

28、就要檢測到擁塞的發(fā)生，可以認(rèn)為如果出現(xiàn)傳輸超時(shí)就意味著出現(xiàn)了擁塞。 造成擁塞出現(xiàn)，是由網(wǎng)絡(luò)容量與接收方容量兩個(gè)方面的問題引起的，需要分別處理。,6.2.5 TCP擁塞控制,因此，每一個(gè) TCP 連接需要有以下兩個(gè)狀態(tài)變量： 接收端窗口 rwnd (receiver window) 又稱為通知窗口(advertised window)。 這是接收端根據(jù)其目前的接收緩存大小所許諾的最新的窗口值，是來自接收端的流量控制。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)。 是發(fā)送端根據(jù)自己估計(jì)的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度而設(shè)置的窗口值，是來自發(fā)送端的流量控制。 發(fā)送方取兩個(gè)窗口中的最小值作為發(fā)送的字節(jié)數(shù)。,6.2.5 TCP擁塞控制,擁塞窗口大小的確定： 在主機(jī)