計算機網(wǎng)絡(luò)-謝希仁第六版第五講 傳輸層zm2014下

1、1計算機網(wǎng)絡(luò) 第五講 傳輸層2本講要求1 理解傳輸層解決的根本問題2 理解數(shù)據(jù)源和目的地的標(biāo)識問題3 理解UDP協(xié)議的根本功能、報文格式4 理解TCP協(xié)議的報文格式5 掌握TCP協(xié)議的連接建立、關(guān)閉過程3傳輸層為應(yīng)用提供端到端的控制比特流物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層比特流物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層主機A主機B點到點點到點端到端 “點到點到“端到端是一次質(zhì)的飛躍 4網(wǎng)絡(luò)層沒有解決的問題 端到端的傳輸效勞標(biāo)識 網(wǎng)絡(luò)層僅有網(wǎng)絡(luò)層地址，還需要進程標(biāo)識 端到端的效勞質(zhì)量問題 網(wǎng)絡(luò)層是一種盡最大努力交付Best-effort 效勞， 不保證可靠性無法確定數(shù)據(jù)到達目的地的

2、時間無法確定數(shù)據(jù)到達目的地的狀態(tài) 喪失 重復(fù) 亂序 無法解決！5傳輸層根本問題分析脈 絡(luò) 通信源和目的地標(biāo)識問題 數(shù)據(jù)從何而來？奔向何方？即數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畛踉嫉睾妥罱K目的地如何標(biāo)識？ 效勞質(zhì)量問題 傳輸層如何實現(xiàn)可靠性？擁塞控制機制？流量控制機制？其他相關(guān)問題？ 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP 傳輸控制協(xié)議TCP進程之間的通信兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的 應(yīng)用進程互相通信。 應(yīng)用進程之間的通信又稱為端到端的通信。 “傳輸層提供給用進程間的邏輯通信。“邏輯通信指：傳輸層之間的通信好似是沿 水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實上這兩個傳輸層 之間并沒有一條水平方向的物理連接。計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識

3、7傳輸層提供給用進程間的邏輯通信54321傳輸層提供給用進程間的邏輯通信應(yīng)用進程應(yīng)用進程IP 層AP1AP2AP4端口端口54321AP3主機 A主機 B路由器 1路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4LAN1IP 協(xié)議- 提供主機之間的邏輯通信傳輸層協(xié)議- 提供進程之間的邏輯通信計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識 8進程標(biāo)識端口port端口:是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu) 包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和IO緩沖區(qū)用于標(biāo)識應(yīng)用層的進程UDP和TCP都使用端口與上層的應(yīng)用進程進行通信計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識 9端口號 16 bit (065535)TCP和UDP各自的端口號相互獨立端口號只具有本地意義

4、端口號只是為了標(biāo)志本計算機應(yīng)用層中的各進程在因特網(wǎng)中不同計算機的相同端口號是沒有聯(lián)系的計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識 10端口號的分配 兩種根本分配方式全局分配：集中式統(tǒng)一指派 本地分配: 動態(tài)指派 效勞器端使用的端口號049151 全局分配或動態(tài)指派 客戶端使用的端口號4915265535 動態(tài)指派或OS隨機分配計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識 熟知端口號TCPPort NumbersFTPTransportLayerTELNETDNSSNMPTFTPHTTPUDPApplicationLayer2123805369161RIP520查閱：你常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的端口號？端口掃描？計算機網(wǎng)絡(luò)5.

5、 傳輸層：進程標(biāo)識 12TCP/IP通信五要素 目的IP地址 要與之進行數(shù)據(jù)通信的目的主機所在位置 目的端口 定位遠程主機進行數(shù)據(jù)交換的進程 源IP地址 數(shù)據(jù)的發(fā)送方，通過這個要素讓遠程主機系統(tǒng)知道對等通信的主機 源端口號 通過這個來定位本地處理通信數(shù)據(jù)的進程。 協(xié)議 定位具體的通信協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：進程標(biāo)識 13用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP UDP特點無連接UDP不使用擁塞控制，不保證可靠交付 除了提供校驗和機制面向報文(傳輸根本單位：用戶數(shù)據(jù)報)傳輸效率較高適用于傳輸量比較少的情況支持一對一、一對多、多對一、多對多通信 UDP適合要求簡潔、快速、可靠性要求不高的應(yīng)用 UDP作用相對于IP

6、協(xié)議，唯一增加的能力是提供協(xié)議 端口，以保證進行通信計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP14UDP 報文封裝 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP IP首部 IP數(shù)據(jù)區(qū) 幀首部 幀數(shù)據(jù)區(qū) UDP首部 UDP數(shù)據(jù)區(qū) 應(yīng)用層報文 應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層15源端口目的端口長 度檢驗和數(shù) 據(jù)首 部IP 數(shù)據(jù)報2222字節(jié)發(fā)送在前數(shù) 據(jù)首 部UDP 用戶數(shù)據(jù)報 UDP 由兩局部組成：數(shù)據(jù)字段和首部字段 首部字段8 個字節(jié)，由 4 個字段組成UDP 首部格式 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP16偽首部源端口目的端口長 度檢驗和數(shù) 據(jù)首 部UDP長度源 IP 地址目的 IP 地址017IP 數(shù)據(jù)報字節(jié)4411212

7、2222字節(jié)發(fā)送在前數(shù) 據(jù)首 部UDP 用戶數(shù)據(jù)報UDP校驗和計算計算范圍：偽首部+UDP首部+UDP數(shù)據(jù)計算方法：與IP首部校驗和的計算方法相同計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP17UDP偽首部引入偽首部目的是驗證數(shù)據(jù)報是否已正確到達終點 - 不僅檢查端口，還檢查了IP地址偽首部既不向下傳送也不向上遞交 - 僅僅為了計算校驗和偽首部的引入破壞了分層原那么，是根據(jù)需要做的折中計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP18常見的使用UDP的效勞DNS:域名解析效勞, 使用53端口SNMP:簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，使用161端口Oicq:Oicq的程序既接受效勞，又提供效勞oicq效勞器使用8000端口，偵聽是否有信息

8、到來客戶端使用4000端口，向外發(fā)送信息TFTP:快速文件傳輸協(xié)議,端口號69RPC:遠程過程調(diào)用,端口號111 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：UDP19 TCP的特點面向連接每一條連接只能有兩個端點endpoint保證可靠交付提供全雙工通信傳送數(shù)據(jù)單元：報文段TCP segment面向字節(jié)流TCP協(xié)議-可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP TCP是一個面向連接的、端到端的、提供可靠性效勞的傳輸層協(xié)議20TCP的連接標(biāo)識TCP 使用“連接(而不僅僅是“端口)作為最根本的 抽象如何標(biāo)識一條TCP連接?用IP地址可以嗎?用端口號可以嗎?需要IP地址和端口號共同使用 所以，端點標(biāo)識！計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層

9、：TCP21套接字(socket) TCP 連接的端點稱為插口，套接字、套接口套接字和端口、IP 地址的關(guān)系是： IP 地址3 端口號1500 3： 1500套接字(socket) 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP每一條tcp連接唯一的被通信兩端的兩個端點套接字所確定 TCP 連接 := socket1, socket2 = (IP1: port1), (IP2: port2) 22 TCP 是面向字節(jié)流的1768H發(fā)送 TCP 報文段發(fā)送方接收方把字節(jié)寫入發(fā)送緩存從接收緩存讀取字節(jié)應(yīng)用進程應(yīng)用進程1230181716151419202145131211H109H加上 TCP 首部構(gòu)成 TCP

10、報文段 TCP TCP字節(jié)流字節(jié)流H 表示 TCP 報文段的首部 x 表示序號為 x 的數(shù)據(jù)字節(jié) TCP 連接虛連接 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP23TCP 連接是一條虛連接而不是一條真正的物理連接TCP 對應(yīng)用進程一次把多長的報文發(fā)送到TCP 的緩存中是不關(guān)心的。TCP 根據(jù)對方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁塞的程度來決定一個報文段應(yīng)包含多少個字節(jié)UDP 發(fā)送的報文長度是應(yīng)用進程給出的。TCP 可把太長的數(shù)據(jù)塊劃分短一些再傳送。TCP 也可等待積累有足夠多的字節(jié)后再構(gòu)成報文段發(fā)送出去 TCP 是面向字節(jié)流的2計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP24報文段格式連接建立與關(guān)閉：三次握手+四次握手可靠性機制

11、 防喪失：確認(rèn)與重傳 防重復(fù)：報文段序號流量控制：滑動窗口機制擁塞控制：加速遞減與慢啟動技術(shù)TCP實現(xiàn)可靠傳輸根本問題要實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)流傳輸效勞，必須解決哪幾個問題？計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP25TCP報文段的首部TCP 數(shù)據(jù)部分TCP 首部TCP 報文段TCP首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 （長 度 可 變）源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FIN32 bitSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充IP 數(shù)據(jù)部分IP 首部發(fā)送在前固定首部20字節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP報文段26TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移

12、檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG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)。端口是傳輸層與應(yīng)用層的效勞接口。傳輸層的復(fù)用和分用功能都要通過端口才能實現(xiàn)。 27TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充序號字段占 4 字節(jié)。TCP 連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個字節(jié)都編上一個序號。序號字段的值那么指的是本報文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的

13、第一個字節(jié)的序號。 28TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充確認(rèn)號字段占 4 字節(jié)，是期望收到對方的下一個報文段的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。 假設(shè)確認(rèn)號=N, 那么到序號N-1為止的所有數(shù)據(jù)都已正確收到！29TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充數(shù)據(jù)偏移首部長度占

14、 4 bit，它指出 TCP 報文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報文段的起始處有多遠。“數(shù)據(jù)偏移的單位不是字節(jié)而是 32 bit 字4 字節(jié)為計算單位首部長度范圍：20-60字節(jié)30TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充保存字段占 6 bit，保存為今后使用，但目前應(yīng)置為 0 31TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPS

15、HACKURG比特 0 8 16 24 31填 充緊急比特 URG 當(dāng) URG 1 時，說明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送(相當(dāng)于高優(yōu)先級的數(shù)據(jù))。 32TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充確認(rèn)比特 ACK 只有當(dāng) ACK 1 時確認(rèn)號字段才有效。當(dāng) ACK 0 時，確認(rèn)號無效。 33TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口

16、確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充推送比特 PSH (PuSH) 接收 方TCP 收到推送比特置 1 的報文段，就盡快地交付給接收應(yīng)用進程，而不再等到整個緩存都填滿了后再向上交付。 34TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充復(fù)位比特 RST (ReSeT) 當(dāng) RST 1 時，說明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重過失如由于主機崩潰或其他原因，必須釋放連接，然后再重新建立運輸連接。 35

17、TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充同步比特 SYN 同步比特 SYN 置為 1，就表示這是一個連接請求或連接接受報文 36TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充終止比特 FIN 用來釋放一個連接。當(dāng)FIN 1 時，說明此報文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運

18、輸連接 37TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG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方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)。窗口值告訴對方：我現(xiàn)在能接收多少數(shù)據(jù)！窗口值經(jīng)常變化！38TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充檢驗和 占 2 字節(jié)。檢驗和字段檢驗的范圍包括首部和

19、數(shù)據(jù)這兩局部。在計算檢驗和時，要在 TCP 報文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部。偽首部TCP長度源 IP 地址目的 IP 地址06441121239TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG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文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號。即使窗口為0，也可發(fā)送緊急數(shù)據(jù)! 40TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口確

20、認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充選項字段 長度可變。第一版TCP只規(guī)定了一種選項，即最大報文段長度 MSS；第二版TCP增加了窗口擴大因子、時間戳等選項 MSS 是 TCP 報文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長度 數(shù)據(jù)字段加上 TCP 首部才等于整個的 TCP 報文段 窗口和MSS的區(qū)別： MSS是一個報文的最大長度 而窗口則是所能發(fā)送的所有數(shù)據(jù)總數(shù)。它可以是多個報文段，但每個報文段必須滿足MSS的限制，同時其數(shù)據(jù)總和不能超過窗口大小41TCP首部20字節(jié)固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗 和選 項 長 度 可 變源 端 口序 號緊 急 指 針窗 口

21、確 認(rèn) 號保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充填充字段 這是為了使整個首部長度是 4 字節(jié)的整數(shù)倍。 42TCP連接管理 連接方式 C/S客戶效勞器方式 主動發(fā)起連接建立的應(yīng)用進程叫客戶被動等待連接建立的應(yīng)用進程叫效勞器 連接三個階段建立連接數(shù)據(jù)傳輸釋放連接 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放43TCP建立連接連接建立過程要解決的問題：要使每一方都能夠確知對方的存在要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)如最大報文段長度MSS，最大窗口大小，效勞質(zhì)量Qos等對傳輸實體資源進行分配如緩沖區(qū)大小，連接表中的工程等計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放44reques

22、tconfirmindicationresponseconfirmrequesttimeoutre-requestindicationindicationresponseresponseconfirm正常連接重復(fù)連接連接的建立過程問題 -可能出現(xiàn)重復(fù)連接問題：兩次握手不能解決建立連接的延遲重復(fù)問題解決方法:三次握手(three-way handshake)計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放45TCP連接建立過程三次握手SYN置1, seq = x主機 BSYN置1, ACK置1, seq= y, ack= x 1ACK置1, seq = x + 1, ack= y 1被動翻開主動翻開確認(rèn)

23、確認(rèn)主機 A連接請求計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放SYN報文段占用一個序號；ACK報文段，如不攜帶數(shù)據(jù)那么不占用序號；發(fā)送數(shù)據(jù)的第一字節(jié)序號為：初始序列號+146TCP連接的終止 半關(guān)閉半關(guān)閉的概念 關(guān)閉一個方向上的數(shù)據(jù)傳送，而另一個方向可以傳輸數(shù)據(jù)因為一個TCP連接是全雙工，每個方向都可以獨立的 傳輸數(shù)據(jù)，因此每個方向必須單獨地進行關(guān)閉 當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個FIN來 終止這個方向的連接。當(dāng)一端收到一個FIN，它必須通知應(yīng)用層另一端已經(jīng)終止了那個方向的數(shù)據(jù)傳送 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放47FIN 置 1, seq = uCLOSED主動關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送

24、ESTAB-LISHEDESTAB-LISHEDAB客戶效勞器CLOSEDTCP 的連接釋放四次握手 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，通信的雙方都可釋放連接 A 的應(yīng)用進程先向其TCP 發(fā)出連接釋放報文段A停止再發(fā)送數(shù)據(jù)，主動關(guān)閉 TCP 連接A 把連接釋放報文段首部的 FIN = 1，其序號seq = u，等待 B 確實認(rèn)計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放48FIN 置1, seq = uCLOSED主動關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送ESTAB-LISHEDESTAB-LISHEDAB客戶效勞器CLOSEDTCP 的連接釋放 B 發(fā)出確認(rèn)確認(rèn)號 ack = u 1，自己的序號 seq = v B方TCP 效勞器進程通知

25、高層應(yīng)用進程從 A 到 B 這個方向的連接就釋放了TCP 連接處于半關(guān)閉狀態(tài)。B 假設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)，A 仍要接收ACK置1, seq = v, ack= u 1通知應(yīng)用進程計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放49置 1, seq = uCLOSED主動關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送ESTAB-LISHEDESTAB-LISHEDAB客戶效勞器CLOSEDTCP 的連接釋放 假設(shè) B 已經(jīng)沒有要向 A 發(fā)送的數(shù)據(jù)，其應(yīng)用進程就 通知 TCP 釋放連接ACK 置1, seq = v, ack= u 1通知應(yīng)用進程被動關(guān)閉FIN 置 1, ACK 置1, seq = w, ack= u 1數(shù)據(jù)傳送計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸

26、層：TCP連接與釋放50FIN 置 1, seq = uCLOSED主動關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送ESTAB-LISHEDESTAB-LISHEDAB客戶效勞器CLOSEDTCP 的連接釋放 A 收到連接釋放報文段后，必須發(fā)出確認(rèn) ACK=1，確認(rèn)號 ackw1，自己的序號seq=u+1ACK 置 1, seq = v, ack= u 1通知應(yīng)用進程被動關(guān)閉FIN 置 1, ACK 置1, seq = w, ack= u 1數(shù)據(jù)傳送ACK 置 1, seq = u + 1, ack = w 1計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：TCP連接與釋放51 接收方收到數(shù)據(jù) 后向源站發(fā)確認(rèn) ACK報文 發(fā)送方設(shè)置定時 器，源站在

27、限定 時間內(nèi)未收到 ACK，那么重發(fā) 數(shù)據(jù)發(fā)送方 數(shù)據(jù)接收方 接收確認(rèn) 發(fā)送報文段 接收報文段 發(fā)送ACK確認(rèn) 接收確認(rèn) 發(fā)送報文段 接收報文段 發(fā)送ACK確認(rèn) 超時重傳 確認(rèn)機制 重傳機制 可靠性問題 根本原理：確認(rèn)機制、重傳機制 停止等待協(xié)議 根本問題：數(shù)據(jù)喪失、亂序、重復(fù)等計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制52確認(rèn)問題再討論 捎帶確認(rèn) 累計確認(rèn) 不設(shè)置專門的報文段反饋確認(rèn) 對正確接收到的、連續(xù)的、最高序 號的報文段進行確認(rèn)Piggybacking100， , 500, , 10001050, , 2000成功接收數(shù)據(jù)丟失成功接收確認(rèn)號：1001接收隊列：缺點：無法確認(rèn)所有已經(jīng)接收數(shù)據(jù)，可

28、能導(dǎo)致傳輸效率低下。計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制53 引起重傳原因： 1.數(shù)據(jù)沒到對方 2.到了，但錯了，被丟棄 3.到了，也對了， 但確認(rèn)丟了或確認(rèn)遲到重傳問題再討論 解決： 1.設(shè)置超時計時器 2.每發(fā)一個分組要暫時保存副本 3.超時時間設(shè)置很復(fù)雜timeoutretransmissionframe 1frame 1ACK 1lost計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制54超時重傳定時器的設(shè)置RTTRound Trip Time：往返時間- 報文段發(fā)出到收到確認(rèn)信息間的時間段 方法 自適應(yīng)重傳算法 Karn算法和定時器補償 重傳定時時限RTO的計算方法 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機

29、制55停止等待協(xié)議的信道利用率停止等待協(xié)議的優(yōu)點：簡單缺點：信道利用率太低 ATDRTTTD + RTT + TABtt確認(rèn)分組分組確認(rèn)利用率計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制56流水線傳輸 解決：采用流水線傳輸管道化技術(shù)，提高利用率 策略：發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個分組，不必每發(fā)完一個 分組就停頓下來等待對方確實認(rèn) 典型協(xié)議：連續(xù)ARQ協(xié)議 滑動窗口協(xié)議B分組ttAACK計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制57用管道化技術(shù)發(fā)送幀面臨的新問題 問題：出錯情況連續(xù)發(fā)送W個分組，其中有一幀出錯或丟了，但其后續(xù)幀被成功發(fā)送 解決：2種接收策略 回退N幀 Go-back n 選擇性重傳計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：

30、可靠性機制58回退N幀接收方：丟棄出錯分組及其所有后續(xù)分組發(fā)送方：超時重傳出錯幀及其后續(xù)幀errordiscardacksendtimeoutreceiveresend0 1 E D D D D D D 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制59選擇性重傳buffertimeoutreceive0 1 2 3 4 5 6 7 8 resend2 0 1 E 3 4 5 6 7 8 2 resend3 D resend4 D send9 接收方: 丟棄錯分組，緩存后續(xù)正確接收分組發(fā)送方：只重發(fā)出錯幀及后續(xù)的局

31、部幀ack 9 discard9 receive計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：可靠性機制60流量控制 滑動窗口機制 一般的滑動窗口機制 思 想：采用管道化技術(shù)，一次傳輸多個分組， 但規(guī)定一個上限 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 分 組 WindowSize=8 緩 存 窗 口：確認(rèn)到來之前最多可以發(fā)送分組的數(shù)量 隨著確認(rèn)不斷到來，窗口會不斷向后滑動， 直到所有分組都被包含在窗口內(nèi)，從而發(fā)送出去計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：流量控制61滑動窗口例如A-BB通告A，其接收窗口值為20，確認(rèn)值為31前移不允許發(fā)送已發(fā)送并收到確認(rèn)A 的發(fā)送窗口 = 20允許發(fā)送的序號262728293

32、03132333435363738394041424344454647484950515253545556B 期望收到的序號前移根據(jù) B 給出的窗口值A(chǔ) 構(gòu)造出自己的發(fā)送窗口 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：流量控制62不允許發(fā)送已發(fā)送并收到確認(rèn)A 的發(fā)送窗口位置不變允許發(fā)送但尚未發(fā)送262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455已發(fā)送但未收到確認(rèn)56P1P2P3可用窗口A 發(fā)送了 11 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，但未收到確認(rèn) 允許發(fā)送但尚未發(fā)送A 的發(fā)送窗口向前滑動2627282930313233343536373839404142434

33、44546474849505152535455已發(fā)送并收到確認(rèn)不允許發(fā)送已發(fā)送但未收到確認(rèn)56P1P2P3A 收到新確實認(rèn)號34，發(fā)送窗口向前滑動 計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：流量控制63不允許發(fā)送已發(fā)送并收到確認(rèn)A 的發(fā)送窗口已滿，有效窗口為零262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455已發(fā)送但未收到確認(rèn)56P1P2P3A 的發(fā)送窗口內(nèi)的序號都已用完，但還沒有再收到確認(rèn)，必須停止發(fā)送滑動窗口例如計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：流量控制64 滑動窗口以字節(jié)為單位，最大65535字節(jié) TCP 連接的每一端都必須設(shè)有兩個窗口 一個發(fā)送

34、窗口和一個接收窗口 一方的發(fā)送窗口和另一方接收窗口一致！ TCP采用可變發(fā)送窗口方式進行流量控制 接收端可根據(jù)自己的資源情況，動態(tài)調(diào)整自己的接收窗口，并將新的窗口通告給對方，使對方的發(fā)送和自己的接收窗口一致TCP滑動窗口機制計算機網(wǎng)絡(luò)5. 傳輸層：流量控制65使用可變滑動窗口進行流控1002003004005006007008009001012013014015016017018011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1002003004005006007008009001012013014015016017018011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)送窗口初始：