計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

ComputerNetworks第6章傳輸層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層傳輸層傳輸層的作用是在通信子網(wǎng)提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，為上層應(yīng)用進(jìn)程提供端到端的傳輸服務(wù)。使高層用戶(hù)在相互通信時(shí)不必關(guān)心通信子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和具體服務(wù)質(zhì)量。傳輸層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵層次。本章首選需要理解傳輸層的功能和提供的傳輸服務(wù)，掌握傳輸層的編址概念，在此基礎(chǔ)上，要求重點(diǎn)掌握UDP協(xié)議的格式和校驗(yàn)方法，以及TCP協(xié)議使用的連接管理、可靠傳輸、流量控制、擁塞控制等機(jī)制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層內(nèi)容綱要傳輸層提供的服務(wù)UDP協(xié)議TCP協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層內(nèi)容綱要傳輸層提供的服務(wù)UDP協(xié)議TCP協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)傳輸層又稱(chēng)為運(yùn)輸層，位于應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層之間，是分層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的核心部分。傳輸層用于增強(qiáng)和彌補(bǔ)通信子網(wǎng)的服務(wù)不足，提供主機(jī)之間有效、合理的傳輸服務(wù)。設(shè)置傳輸層的理由：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)（1）傳輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信應(yīng)用進(jìn)程…應(yīng)用進(jìn)程…IP協(xié)議的作用范圍（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)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)為了提高傳輸效率，IP首部中的首部校驗(yàn)和字段只檢驗(yàn)IP數(shù)據(jù)報(bào)首部是否出現(xiàn)差錯(cuò)而不檢查數(shù)據(jù)部分傳輸層TCP和UDP的校驗(yàn)和既要校驗(yàn)首部也要校驗(yàn)數(shù)據(jù)部分，并且只在發(fā)送端進(jìn)行一次校驗(yàn)和計(jì)算，在接收端進(jìn)行一次檢測(cè)（2）傳輸層對(duì)整個(gè)報(bào)文段進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)和檢測(cè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)用戶(hù)不能對(duì)通信子網(wǎng)加以控制，無(wú)法解決網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)質(zhì)量不佳問(wèn)題應(yīng)用層協(xié)議如果強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，那么選擇TCP較好，分組的丟失、殘缺甚至網(wǎng)絡(luò)重置都可以被傳輸層檢測(cè)到，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。如果應(yīng)用層協(xié)議強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)應(yīng)用要求，那么選擇UDP為宜。（3）傳輸層的存在使得傳輸服務(wù)比網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更加合理有效計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)從通信和信息處理的角度看，傳輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬于面向通信部分的最高層，同時(shí)也是用戶(hù)功能中的最低層。物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層面向信息處理面向通信用戶(hù)功能通信子網(wǎng)端系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)由于傳輸服務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，故可以采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的原語(yǔ)集提供傳輸服務(wù)。為網(wǎng)絡(luò)向高層提供了一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)界面，所以用傳輸服務(wù)原語(yǔ)編寫(xiě)的應(yīng)用程序就可以廣泛適用于各種網(wǎng)絡(luò)。（4）傳輸層采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的原語(yǔ)集提供傳輸服務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)傳輸層的復(fù)用和分用進(jìn)程傳輸層復(fù)用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸層分用IP數(shù)據(jù)報(bào)TSAPNSAP……計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)一個(gè)傳輸層協(xié)議通常可同時(shí)支持多個(gè)進(jìn)程的連接。若通信子網(wǎng)所提供的服務(wù)越多，傳輸協(xié)議就可以做得越簡(jiǎn)單。若網(wǎng)絡(luò)層提供虛電路服務(wù)，那就能保證報(bào)文無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、并且按序地進(jìn)行可靠交付，因而傳輸協(xié)議就很簡(jiǎn)單。但若網(wǎng)絡(luò)層提供的是不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，如果要保證傳輸服務(wù)質(zhì)量，則要求主機(jī)有一個(gè)復(fù)雜的傳輸協(xié)議。

傳輸層的主要功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)向上提供可靠的和不可靠的邏輯通信信道？應(yīng)用層運(yùn)輸層發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程接收進(jìn)程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)全雙工可靠信道數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)使用TCP協(xié)議使用UDP協(xié)議不可靠信道發(fā)送進(jìn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)傳輸層協(xié)議的選擇是根據(jù)高層用戶(hù)的需要和低層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供的服務(wù)來(lái)決定的。高層對(duì)傳輸層服務(wù)的要求T通信子網(wǎng)所提供的服務(wù)N傳輸層協(xié)議＝T－N傳輸層協(xié)議的分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)連接具有可接受低殘留差錯(cuò)率和可接受低故障通知率網(wǎng)絡(luò)連接具有可接受的低殘留差錯(cuò)率和不可接受的高故障通知率網(wǎng)絡(luò)連接具有不可接受的高差錯(cuò)率A型B型C型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)OSI參考模型中的傳輸層協(xié)議分類(lèi)TP1TP2)TP3TP4TP0差錯(cuò)恢復(fù)與復(fù)用類(lèi)支持B型網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)、復(fù)用類(lèi)支持C型網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單類(lèi)支持A型網(wǎng)絡(luò)復(fù)用類(lèi)支持A型網(wǎng)絡(luò)基本差錯(cuò)恢復(fù)類(lèi)支持B型網(wǎng)絡(luò)OSI計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)傳輸層的UDP和TCP都使用了端口（port）與上層的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行通信，端口就是傳輸層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)TSAP（也就是與應(yīng)用進(jìn)程的接口）端口的作用就是讓?xiě)?yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程都能將其數(shù)據(jù)通過(guò)端口向下交付給傳輸層，以及讓傳輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報(bào)文段中的數(shù)據(jù)向上通過(guò)端口交付給應(yīng)用層相應(yīng)的進(jìn)程。從這個(gè)意義上講，端口是應(yīng)用層進(jìn)程的標(biāo)識(shí)。2、傳輸層編址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)2、傳輸層編址其數(shù)值一般為

0~1023。這些端口號(hào)是TCP/IP體系確定并公布的熟知端口用來(lái)隨時(shí)分配給請(qǐng)求通信的客戶(hù)進(jìn)程一般端口端口類(lèi)型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)端口傳輸層協(xié)議描述20/21TCPFTP協(xié)議控制連接/數(shù)據(jù)連接23TCPTelnet協(xié)議25/110TCPSMTP協(xié)議/POP3協(xié)議53TCP/UDPDNS協(xié)議（可以使TCP或者UDP）80TCPHTTP協(xié)議139TCPNetbios協(xié)議445TCPSMB協(xié)議67/68UDPDHCP協(xié)議服務(wù)器端/客戶(hù)端69UDPTFTP協(xié)議161UDPSNMP協(xié)議2、傳輸層編址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)套接字（socket）就是IP地址和端口的結(jié)合，也稱(chēng)為插口，套接口。套接字=<IP地址，端口>因特網(wǎng)上使用五元組來(lái)標(biāo)識(shí)進(jìn)行通信的雙方的唯一連接。5元組=<源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，傳輸協(xié)議>2、傳輸層編址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)UDP和TCP使用“端口號(hào)”作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中高層應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識(shí)，而IP地址則標(biāo)識(shí)了網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)主機(jī)，IP地址和端口號(hào)的組合稱(chēng)為套接字。套接字和端口、IP地址的關(guān)系是：IP地址3端口號(hào)15003,1500(socket)2、傳輸層編址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)第一行的五元組，2250，，80，TCP>2、傳輸層編址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)無(wú)連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)通信之前不需要建立連接數(shù)據(jù)通信之前需要建立連接，傳輸過(guò)程中需要保持連接，數(shù)據(jù)通信完畢之后連接釋放數(shù)據(jù)按順序發(fā)送，但未必按順序接收按序接收不可靠服務(wù)可靠服務(wù)協(xié)議簡(jiǎn)單，效率高協(xié)議復(fù)雜，效率不高3、無(wú)連接服務(wù)和面向連接服務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)協(xié)議層次無(wú)連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)傳輸層UDPTCP網(wǎng)絡(luò)層IPX.25分組級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層CSMA/CDHDLC，PPP3、無(wú)連接服務(wù)和面向連接服務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層內(nèi)容綱要傳輸層提供的服務(wù)UDP協(xié)議TCP協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議UDP是無(wú)連接的。在傳輸數(shù)據(jù)前不需要與對(duì)方建立連接。UDP提供不可靠的服務(wù)。數(shù)據(jù)可能不按發(fā)送順序到達(dá)接收方，也可能會(huì)重復(fù)或者丟失數(shù)據(jù)。UDP同時(shí)支持點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)之間的通信。UDP的首部只有8個(gè)字節(jié)，傳輸開(kāi)銷(xiāo)小。UDP是面向報(bào)文的。1、UDP概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議2、UDP首部格式偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議2、UDP首部格式偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)

用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)的首部中檢驗(yàn)和用來(lái)檢驗(yàn)整個(gè)用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)（首部加數(shù)據(jù)部分）出現(xiàn)的差錯(cuò)。在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)在UDP數(shù)據(jù)報(bào)之前要增加12個(gè)字節(jié)的偽首部。所謂“偽首部”是因?yàn)檫@種首部只在計(jì)算UDP校驗(yàn)和的時(shí)候使用，既不向下層傳送，也不向上層遞交。2、UDP首部格式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議源IP地址目的IP地址0協(xié)議長(zhǎng)度2、UDP首部格式偽首部源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和122222字節(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議2、UDP首部格式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議UDP首部的校驗(yàn)和字段設(shè)置為0，如果UDP數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度為奇數(shù)的話，則填充一個(gè)“0”字節(jié)將UDP首部和數(shù)據(jù)部分按照16位為單位劃分偽首部部分參與校驗(yàn)和計(jì)算進(jìn)行反碼求和運(yùn)算最后對(duì)累加的結(jié)果取反碼，即得到UDP校驗(yàn)和2、UDP首部格式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議協(xié)議名稱(chēng)協(xié)議默認(rèn)端口使用UDP協(xié)議原因說(shuō)明域名系統(tǒng)DNS53為了減少協(xié)議的開(kāi)銷(xiāo)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP67需要進(jìn)行報(bào)文廣播簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議TFTP69實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，文件需同時(shí)向許多機(jī)器下載簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP161網(wǎng)絡(luò)上傳輸SNMP報(bào)文的開(kāi)銷(xiāo)小路由選擇信息協(xié)議RIP520實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，路由協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)小實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTPRTCP50045005因特網(wǎng)的實(shí)時(shí)應(yīng)用3、UDP實(shí)例計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議3、UDP實(shí)例1主機(jī)界面3主機(jī)界面計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層內(nèi)容綱要傳輸層提供的服務(wù)UDP協(xié)議TCP協(xié)議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP是面向連接的TCP提供可靠的服務(wù)TCP只能進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的通信TCP報(bào)文段的首部傳輸開(kāi)銷(xiāo)比UDP大。TCP是面向字節(jié)流的1、TCP概述TCP的基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP首部20字節(jié)的固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FIN32bitSYNRSTPSHACKURG比特08162431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)送在前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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(guò)端口才能實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充序號(hào)字段——占4字節(jié)。TCP連接中傳送的數(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)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充數(shù)據(jù)偏移——占4bit，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32bit字（4字節(jié)為計(jì)算單位）。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層標(biāo)志位含義URG表明此報(bào)文段中包含緊急數(shù)據(jù)。ACK表明確認(rèn)號(hào)字段有效。PSH表明應(yīng)盡快將此報(bào)文段交付給接收應(yīng)用程序。RST表明TCP連接出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)，須釋放連接，然后再重新建立連接。SYN在連接建立是用來(lái)同步序號(hào)。FIN用來(lái)釋放一個(gè)連接。

6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充窗口字段——占2字節(jié)。窗口字段用來(lái)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。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充緊急指針字段——占16bit。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)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充選項(xiàng)字段——長(zhǎng)度可變。TCP只規(guī)定了一種選項(xiàng)，即最大報(bào)文段長(zhǎng)度MSS(MaximumSegmentSize)。MSS告訴對(duì)方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(zhǎng)度是MSS個(gè)字節(jié)?！盡SS是TCP報(bào)文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)字段加上TCP首部才等于整個(gè)的TCP報(bào)文段。MSS=TCP報(bào)文長(zhǎng)度－TCP首部長(zhǎng)度計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層TCP首部20字節(jié)固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）源端口序號(hào)緊急指針窗口確認(rèn)號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充填充字段——這是為了使整個(gè)首部長(zhǎng)度是4字節(jié)的整數(shù)倍。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP（1）為什么端口字段放置在TCP報(bào)文段格式中最前面？（2）為什么TCP首部的最大長(zhǎng)度不能超過(guò)60字節(jié)？（3）TCP首部中“URG”標(biāo)志位和“緊急指針”字段是如何配合使用的？（4）主機(jī)A向主機(jī)B連續(xù)發(fā)送了兩個(gè)TCP報(bào)文段，其序號(hào)分別是100和200。請(qǐng)問(wèn)第一個(gè)報(bào)文段攜帶了多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？當(dāng)主機(jī)B收到第一個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)報(bào)文中的確認(rèn)號(hào)字段值是多少？（5）如果TCP協(xié)議使用的最大窗口尺寸為65535字節(jié)，假設(shè)傳輸信道不產(chǎn)生差錯(cuò)，帶寬也不受限制。TCP報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)上的平均往返時(shí)間為20ms，問(wèn)所能得到的最大吞吐量是多少？2、TCP報(bào)文格式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP3、TCP連接管理

建立連接——三次握手計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP3、TCP連接管理

建立釋放——四次握手（文雅釋放）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP將連接可能處在的狀態(tài)及各狀態(tài)可能發(fā)生的變遷，畫(huà)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式，稱(chēng)為有限狀態(tài)機(jī)。圖中每一個(gè)方框即TCP可能具有的狀態(tài)，方框中的字是TCP標(biāo)準(zhǔn)使用的狀態(tài)名；狀態(tài)之間的箭頭表示可能發(fā)生的狀態(tài)變遷，箭頭旁邊的字表示變遷的原因，或狀態(tài)變遷后又出現(xiàn)的動(dòng)作。TCP的有限狀態(tài)機(jī)3、TCP連接管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層T

C

P

的

有

限

狀

態(tài)

機(jī)CLOSEDESTABLISHEDLISTENCLOSE_WAITFIN_WAIT_1SYN_RCVDFIN_WAIT_2CLOSINGTIME_WAITSYN_SENTLAST_ACK主動(dòng)打開(kāi)被動(dòng)打開(kāi)被動(dòng)關(guān)閉主動(dòng)關(guān)閉起點(diǎn)被動(dòng)打開(kāi)主動(dòng)打開(kāi)發(fā)送SYN同時(shí)打開(kāi)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(shí)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(shí)關(guān)閉收到FIN發(fā)送ACK發(fā)送SYN定時(shí)經(jīng)過(guò)兩倍報(bào)文段壽命后關(guān)閉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP將所要傳送的整個(gè)應(yīng)用層報(bào)文（這可能要嵌在多個(gè)報(bào)文段中發(fā)送）看成是一個(gè)個(gè)字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，然后對(duì)每一個(gè)字節(jié)編一個(gè)序號(hào)。在連接建立時(shí)，雙方要商定初始序號(hào)。TCP就將每一次所傳送的報(bào)文段中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)，放在TCP首部的序號(hào)字段中。4、TCP可靠傳輸

確認(rèn)機(jī)制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP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)。為提高效率，TCP可以累積確認(rèn)，即在接收多個(gè)報(bào)文段后，一次確認(rèn)。4、TCP可靠傳輸

確認(rèn)機(jī)制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP用TCP傳送112字節(jié)的數(shù)據(jù)。設(shè)窗口為100字節(jié)，而TCP報(bào)文段每次也是傳送100字節(jié)的數(shù)據(jù)。再設(shè)發(fā)送端和接收端的起始序號(hào)分別選為l00和200，試畫(huà)出連接建立階段到連接釋放的圖。4、TCP可靠傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP4、TCP可靠傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP由于TCP的下層是一個(gè)互連網(wǎng)環(huán)境，IP數(shù)據(jù)報(bào)所選擇的路由變化很大。因而運(yùn)輸層的往返時(shí)延的方差也很大。4、TCP可靠傳輸

超時(shí)重傳機(jī)制時(shí)間數(shù)據(jù)鏈路層運(yùn)輸層T1T2T3往返時(shí)延的概率分布計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP計(jì)算一次平均往返時(shí)延：RTTnew=RTTsample

（第一次測(cè)量）RTTnew＝α×RTTold+（l－α）×RTTsample（第二次以后的測(cè)量）,上式中RTTold是前次測(cè)量的RTTnew在上式中對(duì)0≤α＜1。典型的α值為7/8。4、TCP可靠傳輸RTT自適應(yīng)算法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP引入RTT的偏差的加權(quán)平均值RTTDnew，計(jì)算方法如下：RTTDnew＝RTTsample/2（第一次測(cè)量）RTTDnew＝β×RTTDold+（l－β）×|RTTnew-RTTsample|（第二次以后的測(cè)量）在上式中對(duì)0≤β＜1。典型的β值為3/4。4、TCP可靠傳輸RTTD算法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP最后，超時(shí)重傳時(shí)間RTO采用以下公式計(jì)算出來(lái)：RTO＝RTTnew+4×RTTDnewKarn提出了一個(gè)算法：在計(jì)算平均往返時(shí)延時(shí)，只要報(bào)文段重發(fā)了，就不采用其往返時(shí)延樣本。這樣得出的平均往返時(shí)延和重發(fā)時(shí)間較準(zhǔn)確。4、TCP可靠傳輸RTO算法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP重傳定時(shí)器持續(xù)定時(shí)器?；疃〞r(shí)器4、TCP可靠傳輸

定時(shí)器計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP采用大小可變滑動(dòng)窗口的方式進(jìn)行流量控制。窗口大小的單位是字節(jié)。根據(jù)接收方接收能力，通過(guò)接收窗口rwnd（receivewindow）可以實(shí)現(xiàn)端到端的流量控制，接收端將接收窗口rwnd的值放在TCP報(bào)文的首部中的“窗口”字段，傳送給發(fā)送端。5、TCP流量控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP發(fā)送窗口在連接建立時(shí)由雙方商定初始值。在通信的過(guò)程中，接收端可根據(jù)自己的資源情況，隨時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整自己的接收窗口，然后告訴發(fā)送方，使發(fā)送方的發(fā)送窗口和自己的接收窗口一致。這種由接收端控制發(fā)送端的做法，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用。5、TCP流量控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCPTCP采用大小可變滑動(dòng)窗口的方式進(jìn)行流量控制。根據(jù)圖6-15的通信情況，設(shè)主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)。雙方商定的窗口值是500。設(shè)每一個(gè)報(bào)文段為100字節(jié)長(zhǎng)，序號(hào)的初始值為1（圖6-15中第一個(gè)箭頭上的SEQ=1）。請(qǐng)問(wèn)接收方對(duì)發(fā)送方進(jìn)行了幾次的流量控制？5、TCP流量控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP5、TCP流量控制主機(jī)A主機(jī)BSEQ=1,WIN=500SEQ=101ACK=101,WIN=400SEQ=201SEQ=301SEQ=101ACK=401,WIN=200SEQ=401ACK=501,WIN=300（1）（2）（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP擁塞控制的基本功能是避免網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，或者緩解已經(jīng)發(fā)生的擁塞。TCP/IP擁塞控制機(jī)制主要集中在傳輸層實(shí)現(xiàn)。TCP為了進(jìn)行有效的擁塞控制，需要通過(guò)擁塞窗口cwnd（congestionwindow）來(lái)進(jìn)行衡量網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度。注意，發(fā)送窗口的取值依據(jù)擁塞窗口和接收窗口中的較小的值，即Min［rwnd，cwnd］。rwnd在流量控制中已闡述，在下文中將只關(guān)注cwnd。6、TCP擁塞控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP慢啟動(dòng)擁塞避免快速重傳快速恢復(fù)6、TCP擁塞控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.3面向連接的傳輸層協(xié)議TCP6、