第五章傳輸層

第五章運(yùn)輸層1、運(yùn)輸層的協(xié)議概述2、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP3、可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、傳輸控制協(xié)議TCP第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)低層功能：運(yùn)輸層以下各層完成面向網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)間通信功能。高層功能：運(yùn)輸層以上各層完成面向用戶的端系統(tǒng)兩端進(jìn)程間通信功能。運(yùn)輸層在體系結(jié)構(gòu)中處于橋梁作用，它是面向通信的最高層。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)運(yùn)輸層在層次體系結(jié)構(gòu)中的地位應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層面向信息處理網(wǎng)絡(luò)功能面向通信用戶功能第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)1）端-端通信端系統(tǒng)兩端進(jìn)程之間的通信稱為“端-端通信”。要求：實(shí)現(xiàn)與通信子網(wǎng)無(wú)關(guān)的透明傳輸，獲得不依賴于通信子網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)1）端-端通信端-端通信運(yùn)輸層運(yùn)輸層AP3AP5通信子網(wǎng)第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)1）端-端通信運(yùn)輸層向互相通信的進(jìn)程提供端到端的可靠通信。AP3AP5AP2AP1AP6AP4網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2主機(jī)A主機(jī)B第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)2）運(yùn)輸層的功能與作用設(shè)置運(yùn)輸層的必要性和作用：高層運(yùn)輸層低層端系統(tǒng)中間結(jié)點(diǎn)低層端系統(tǒng)低層運(yùn)輸層高層第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)2）運(yùn)輸層的功能與作用運(yùn)輸層功能：通過(guò)補(bǔ)充和完善低層網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)質(zhì)量的差異和不足，向上層提供具有統(tǒng)一服務(wù)質(zhì)量的、可靠的、端-端的“透明”數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)2）運(yùn)輸層的功能與作用運(yùn)輸層任務(wù)：根據(jù)已知網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，確定相應(yīng)的傳送協(xié)議規(guī)格，達(dá)到最佳利用網(wǎng)絡(luò)通信資源向上層提供統(tǒng)一的傳送服務(wù)質(zhì)量，使上層用戶具有通用的運(yùn)輸層接口。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)2）運(yùn)輸層的功能與作用運(yùn)輸層的作用：向上層用戶屏蔽下層通信細(xì)節(jié)，使上層用戶“看到”的是兩端運(yùn)輸層實(shí)體之間存在一條端-端的數(shù)據(jù)通路。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)3）運(yùn)輸層與上下層的關(guān)系傳輸實(shí)體傳輸實(shí)體主機(jī)ATSAP傳輸服務(wù)用戶傳輸協(xié)議應(yīng)用層層接口層接口主機(jī)BNSAP應(yīng)用層實(shí)體運(yùn)輸層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)網(wǎng)際層運(yùn)輸層第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述1、運(yùn)輸層的作用與端-端數(shù)據(jù)傳送服務(wù)3）運(yùn)輸層與上下層的關(guān)系運(yùn)輸層中向應(yīng)用層提供傳輸服務(wù)的是傳輸實(shí)體。使用傳輸服務(wù)的是傳輸服務(wù)用戶（即應(yīng)用層中的應(yīng)用實(shí)體），傳輸協(xié)議保證運(yùn)輸層能夠向應(yīng)用層提供傳輸服務(wù)。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量運(yùn)輸層要求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量參數(shù)：

QoS參數(shù)由傳輸服務(wù)用戶在建立連接請(qǐng)求時(shí)通過(guò)協(xié)商確定。源端給出希望值和最小可接受值，宿端給予肯定或新建議值或否定應(yīng)答。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量根據(jù)網(wǎng)絡(luò)QoS，將連接端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為三種類型：

A型網(wǎng)絡(luò)：能提供可接收的剩余差錯(cuò)率，可忽略的丟失、重復(fù)和亂序概率，極少的網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)位/重啟。如，多數(shù)局域網(wǎng)。

B型網(wǎng)絡(luò)：能提供可接收的剩余差錯(cuò)率，可忽略的丟失、重復(fù)和亂序概率。但具有不可接受的傳輸失敗率和連接建立故障率（較好的數(shù)據(jù)服務(wù)和較差的連接服務(wù)）。如，X.25網(wǎng)。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量根據(jù)網(wǎng)絡(luò)QoS，將連接端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為三種類型：

C型網(wǎng)絡(luò)：存在不可接收的剩余差錯(cuò)率，有較多的丟失、重復(fù)和亂序發(fā)生。較多的網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)位/重啟。如，提供無(wú)連接服務(wù)的廣域網(wǎng)、無(wú)線分組交換網(wǎng)。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量運(yùn)輸層使用不同的傳送協(xié)議類來(lái)匹配不同的網(wǎng)絡(luò)類型：

簡(jiǎn)單類傳輸協(xié)議：只提供連接管理機(jī)制，無(wú)差錯(cuò)控制、流控、排序功能。A型網(wǎng)絡(luò)

基本故障恢復(fù)類傳輸協(xié)議：無(wú)差錯(cuò)控制、流控功能，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接故障進(jìn)行監(jiān)視。B型網(wǎng)絡(luò)

差錯(cuò)與故障恢復(fù)類傳送協(xié)議：能恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接的復(fù)位/

重啟引起的傳送故障，能處理、糾正數(shù)據(jù)的丟失、亂序等差錯(cuò)，具有流控功能。C型網(wǎng)絡(luò)第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述3、運(yùn)輸層的兩個(gè)主要協(xié)議

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol):

在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接，主機(jī)在運(yùn)輸層收到UDP報(bào)文后，不需要給出確認(rèn)。在一些情形下，

UDP是一種有效的工作方式

傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)：提供面向連接的服務(wù)。在傳送數(shù)據(jù)之前必須建立連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后要釋放連接。提供確認(rèn)、流量控制、計(jì)時(shí)器以及連接管理，在提供可靠的、面向連接的運(yùn)輸服務(wù)的同時(shí)，增加了許多開(kāi)銷。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述3、運(yùn)輸層的兩個(gè)主要協(xié)議應(yīng)用應(yīng)用層協(xié)議運(yùn)輸層協(xié)議名字轉(zhuǎn)換DNSUDP文件傳送TFTPUDP路由選擇協(xié)議RIPUDPIP地址配置BOOTP,DHCPUDP網(wǎng)絡(luò)管理SNMPUDP遠(yuǎn)程文件服務(wù)器NSPUDPIP電話專用協(xié)議UDP流式多媒體通信專用協(xié)議UDP電子郵件SMTPTCP遠(yuǎn)程終端接入TELNETTCP萬(wàn)維網(wǎng)HTTPTCP文件傳送FTPTCP第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口

UDP和TCP使用端口（port）與上層的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行通信。應(yīng)用層的各種進(jìn)程通過(guò)相應(yīng)的端口與運(yùn)輸實(shí)體進(jìn)行交互。

TCP建立連接采用客戶服務(wù)器模式。主動(dòng)發(fā)出建立連接的進(jìn)程稱為客戶，被動(dòng)等待建立連接的進(jìn)程稱為服務(wù)器。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口運(yùn)輸層與應(yīng)用層的接口所設(shè)置端口是一個(gè)16位地址，并用端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。端口號(hào)分為兩類：服務(wù)器端使用的端口號(hào)客戶端使用的端口號(hào)第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口服務(wù)器端的端口號(hào)分為兩類：熟知端口或系統(tǒng)端口號(hào)，數(shù)值為0~1023；登記端口號(hào)，數(shù)值為1024~49151

如：TELNET為23，F(xiàn)TP為21，SNMP為161，SMTP為25。IPUDPTCPRPCSNMPTFTPSMTPFTPTELNET11116169252123第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口客戶端的端口號(hào)：短暫端口號(hào)，數(shù)值為49152~65535；這類端口號(hào)留給客戶進(jìn)程選擇暫時(shí)使用，通信結(jié)束后，剛使用過(guò)的端口號(hào)不復(fù)存在，可供其他客戶進(jìn)程以后使用。第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口端口的基本工作方式如：AB端口49500端口49501IP=3IP=2C端口49500連接1連接2連接3端口25IP=5第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口

TCP使用“連接”作為最基本抽象。連接由它的兩個(gè)端點(diǎn)來(lái)標(biāo)識(shí)。端點(diǎn)稱為插口（SOCKET），插口包括32位IP地址和16位端口號(hào)，共48位。在Internet中，運(yùn)輸層通信的一對(duì)插口必須是唯一的。例如，一個(gè)連接的一對(duì)插口可以表示為（3，49500）和（5，25）第一節(jié)運(yùn)輸層協(xié)議概述4、運(yùn)輸層的端口

UDP使用“應(yīng)用編程接口API”作為運(yùn)輸層與應(yīng)用層之間的接口的通用名稱。流行的API有兩類：一類BerkelySocket插口，另一類是運(yùn)輸層接口TLI，由AT&T公司開(kāi)發(fā)。第二節(jié)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP的主要特點(diǎn)：面向無(wú)連接盡最大努力交付面向報(bào)文無(wú)擁塞控制支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多交互通信首部開(kāi)銷小第二節(jié)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段首部字段：8個(gè)字節(jié)，4個(gè)字段。各字段意義如：偽首部長(zhǎng)度檢驗(yàn)和首部數(shù)據(jù)122222字節(jié)源端口目的端口UDP數(shù)據(jù)報(bào)44112字節(jié)源IP地址17UDP長(zhǎng)度目的IP地址01、不需要運(yùn)輸層協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸?shù)谌?jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟韮膳_(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信的簡(jiǎn)化模型注：全雙工通信時(shí)：主機(jī)A與主機(jī)B具有發(fā)送和接收緩沖區(qū)。主機(jī)A主機(jī)B運(yùn)輸層發(fā)送緩存接收緩存報(bào)文1、完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸理想化的數(shù)據(jù)傳輸具備的假設(shè)條件：理想的傳輸信道，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)差錯(cuò)和丟失；無(wú)論發(fā)方以任何速率發(fā)送數(shù)據(jù)，收方能及時(shí)接收，并交給主機(jī)。即接收端向主機(jī)交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，否則就會(huì)造成緩存溢出或報(bào)文丟失。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、具有簡(jiǎn)單流量控制的運(yùn)輸層協(xié)議假設(shè)取消第二個(gè)條件，即主機(jī)A向主機(jī)B傳輸數(shù)據(jù)是一條無(wú)差錯(cuò)的理想信道。對(duì)于信道需要進(jìn)行流量控制。

若希望收發(fā)雙方保持發(fā)送與接收的同步，由接收方接收到報(bào)文，交付主機(jī)后，給發(fā)送方發(fā)一信息，表示接收任務(wù)已經(jīng)完成。結(jié)論：由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流。這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)流量控制的一個(gè)基本方法。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、具有簡(jiǎn)單流量控制的運(yùn)輸層協(xié)議第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟鞟BAB時(shí)間送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)B不需要任何協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸具有簡(jiǎn)單流量控制的協(xié)議3、實(shí)用的停止等待協(xié)議假設(shè)傳輸不可靠，且還需要對(duì)發(fā)送端進(jìn)行流量控制。報(bào)文傳輸?shù)膸追N情形：正常情況：循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC，收方發(fā)送確認(rèn)ACK。報(bào)文出錯(cuò)：收方發(fā)送否認(rèn)NAK，發(fā)方重發(fā)出錯(cuò)。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、實(shí)用的停止等待協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N情形：報(bào)文丟失：死鎖，發(fā)送方依據(jù)超時(shí)定時(shí)器的重發(fā)時(shí)間tout，若收不到接收方的應(yīng)答時(shí)，發(fā)方將重發(fā)該。應(yīng)答丟失：按超時(shí)重發(fā)會(huì)引起重復(fù)，發(fā)方對(duì)于發(fā)送的報(bào)文增加序號(hào)，若序號(hào)相同，則接收方丟棄該報(bào)文，并向發(fā)送方發(fā)出應(yīng)答。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、實(shí)用的停止等待協(xié)議第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟頃r(shí)間AB送主機(jī)送主機(jī)（1）正常情形DATA0DATA1ACKACK（2）數(shù)據(jù)出錯(cuò)AB送主機(jī)DATA0DATA0NAKACK出錯(cuò)重傳3、實(shí)用的停止等待協(xié)議第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟碇貍髦貍鰽B送主機(jī)（3）數(shù)據(jù)丟失DATA0DATA0ACKtout丟失（4）確認(rèn)丟失AB送主機(jī)丟棄DATA0DATA0ACKACK丟失tout3、實(shí)用的停止等待協(xié)議循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC方法：G（x）由協(xié)議規(guī)定。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟戆l(fā)送數(shù)據(jù)f（x）生成多項(xiàng)式G（x）實(shí)際發(fā)送：數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)字段+發(fā)送數(shù)據(jù)f’（x）生成多項(xiàng)式G（x）R’（x）R（X）接收正確R’（x）R（X）接收出錯(cuò)其中k為G（X）的最高冪值4、停止等待協(xié)議算法算法基本思路：發(fā)送端在發(fā)送完報(bào)文在其發(fā)送緩沖區(qū)保留此數(shù)據(jù)的副本。出錯(cuò)可重發(fā)，接到ACK時(shí)清除該副本。發(fā)送端對(duì)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)的重發(fā)是自動(dòng)進(jìn)行的，這種差錯(cuò)控制體制通常簡(jiǎn)稱為ARQ，即自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟淼谌?jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、停止等待協(xié)議的定量分析數(shù)據(jù)和確認(rèn)的發(fā)送時(shí)間關(guān)系DATADATAACKtftouttptprtatptprtT數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)間設(shè)置的重傳時(shí)間兩個(gè)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)之間的最小時(shí)間間隔傳播時(shí)延處理時(shí)間確認(rèn)發(fā)送時(shí)間第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、停止等待協(xié)議的定量分析停止等待協(xié)議ARQ的優(yōu)點(diǎn)：比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)：通信信道的利用率不高。為進(jìn)一步改進(jìn)：提出連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。6、連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理工作原理：發(fā)送方連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，應(yīng)答編號(hào)對(duì)應(yīng)發(fā)送。差錯(cuò)的控制方法有兩種：發(fā)送否認(rèn)；不作響應(yīng)。常用的是后一種，協(xié)議簡(jiǎn)單。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理應(yīng)當(dāng)注意：接收端只按序接收數(shù)據(jù)，從出錯(cuò)開(kāi)始重發(fā)，之后的正確的數(shù)據(jù)也必須丟棄。發(fā)送端每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)都要設(shè)置超時(shí)定時(shí)器，在該時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)報(bào)文，重發(fā)報(bào)文。優(yōu)缺點(diǎn)：連續(xù)ARQ提高了效率，同時(shí)，重傳中存在降低效率的因素。當(dāng)信道傳輸質(zhì)量差且誤碼率高時(shí)，性能較差。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟鞟CK0ACK1NAK2ACK2ACK3發(fā)送端接收端重傳0152342345601523423456丟棄6、連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟鞟CK0ACK1NAK2ACK2ACK3發(fā)送端接收端重傳0152342678901523426789丟棄ACK4ACK5ACK6第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念在使用連續(xù)ARQ協(xié)議時(shí)，存在問(wèn)題：一個(gè)報(bào)文出錯(cuò)需要重發(fā)很多報(bào)文需要對(duì)大量報(bào)文進(jìn)行編號(hào)?？紤]采用窗口機(jī)制解決上述問(wèn)題，即發(fā)送窗口與接收窗口。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念發(fā)送窗口用來(lái)對(duì)發(fā)送端進(jìn)行流量控制，發(fā)送窗口的大小表示在沒(méi)有收到確認(rèn)的情況下，最多可以發(fā)送的報(bào)文數(shù)目。接收窗口用來(lái)接收可以接收的報(bào)文，即發(fā)送序號(hào)落入接收窗口的報(bào)文，接收窗口外的報(bào)文一律丟棄。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念發(fā)送窗口：發(fā)送端在還沒(méi)有收到確認(rèn)的情況下，最多可以發(fā)送的報(bào)文的數(shù)目。發(fā)送報(bào)文需要編碼，如，3比特可編碼0--7。窗口大小WT在其范圍之內(nèi)。接收窗口：只有當(dāng)接收的報(bào)文落在接收窗口，才允許將該報(bào)文收下。連續(xù)ARQ的接收窗口大小WR為1?；瑒?dòng)窗口協(xié)議：發(fā)送和接收窗口按規(guī)律向前滑動(dòng)。思考：停止等待協(xié)議的WT和WR是多少？第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念01523467012…發(fā)送窗口WT允許發(fā)送5個(gè)報(bào)文不允許發(fā)送這些報(bào)文01523467012…發(fā)送窗口WT允許發(fā)送4個(gè)報(bào)文不允許發(fā)送這些報(bào)文已發(fā)送1報(bào)文第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念01523467012…發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些報(bào)文已發(fā)送報(bào)文01523467012…發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些報(bào)文已發(fā)送允許發(fā)送3個(gè)報(bào)文已發(fā)送并已收到確認(rèn)的報(bào)文第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念01523467012…不允許接收這些報(bào)文準(zhǔn)備接收0號(hào)報(bào)文接收窗口WR01523467012…WR已收到不允許接收這些報(bào)文準(zhǔn)備接收1號(hào)報(bào)文第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念01523467012…WR已收到不允許接收這些報(bào)文準(zhǔn)備接收4號(hào)報(bào)文對(duì)于停止等待協(xié)議：WTWR==1第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、滑動(dòng)窗口的概念考察滑動(dòng)窗口最大值問(wèn)題。當(dāng)報(bào)文的發(fā)送序號(hào)所占用比特一定時(shí)，如WT=8

，發(fā)送端發(fā)送完0~7號(hào)報(bào)文，發(fā)送窗口已滿，并且每個(gè)報(bào)文正確到達(dá)接收端，而對(duì)于每個(gè)報(bào)文，接收端都發(fā)送出確認(rèn)報(bào)文。所有確認(rèn)報(bào)文正確到達(dá)發(fā)送端，發(fā)送端接著發(fā)送8個(gè)序號(hào)為0~7的報(bào)文，序號(hào)是循環(huán)使用的。所有確認(rèn)報(bào)文都丟失了，由超時(shí)計(jì)時(shí)器控制時(shí)間后，發(fā)送端重傳8個(gè)舊的原序號(hào)為0~7的報(bào)文。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、選擇重傳ARQ協(xié)議

為提高信道利用率，只重傳出錯(cuò)的報(bào)文或超時(shí)的報(bào)文。策略：加大接收窗口，以便接收發(fā)送序號(hào)不連續(xù)但處于接收窗口中的報(bào)文。等到所缺序號(hào)報(bào)文收到后一起交給主機(jī)。第三節(jié)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?、選擇重傳ARQ協(xié)議

對(duì)于選擇重傳ARQ協(xié)議，接收窗口不應(yīng)該大于發(fā)送窗口。若用n比特進(jìn)行編號(hào)，則可以證明，接收窗口的最大值必須滿足：

WR2n/2當(dāng)接收窗口WR為最大值時(shí)，

WT=WR=2n/2。如當(dāng)n=3時(shí)，WT=WR=4。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP1、TCP主要特點(diǎn)面向連接每條連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)提供可靠交付服務(wù)提供全雙工通信面向字節(jié)流第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP2、TCP報(bào)文段格式數(shù)據(jù)緊急指針檢驗(yàn)和TCP首部TCP數(shù)據(jù)IP首部IP數(shù)據(jù)源端口號(hào)目的端口號(hào)發(fā)送序號(hào)確認(rèn)序號(hào)數(shù)據(jù)偏移IP分組選項(xiàng)窗口尺寸保留TCP首部TCP報(bào)文段第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP

源/目的端口號(hào)：16位，同源/目的IP地址組成傳送連接標(biāo)識(shí)。發(fā)送序號(hào)：32位，數(shù)據(jù)部分第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。確認(rèn)序號(hào)：32位，期望收到下一個(gè)TCP報(bào)文段中第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。數(shù)據(jù)偏移：4位，數(shù)據(jù)部分的開(kāi)始位置（TCP

首部長(zhǎng)度），以4字節(jié)為單位。窗口尺寸：16位，通知對(duì)方在未收到確認(rèn)時(shí)，允許發(fā)送數(shù)據(jù)的最多字節(jié)數(shù)。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP

檢驗(yàn)和：16位，對(duì)包括數(shù)據(jù)部分的校驗(yàn)。緊急指針：16位，指出數(shù)據(jù)部分中“緊急數(shù)據(jù)”末字節(jié)的位置。選項(xiàng)：目前僅一種選項(xiàng)：最大段尺寸，字節(jié)為單位。雙方傳輸實(shí)體協(xié)商采用的最大段尺寸值，默認(rèn)值536字節(jié)。緊急比特URG：置1表示此報(bào)文段到達(dá)宿段傳輸層后，不排隊(duì)等待，優(yōu)先上交。確認(rèn)比特ACK：置1，“確認(rèn)序號(hào)”字段才有意義。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP

急迫比特PSH：置1，宿端運(yùn)輸層不必等待緩沖區(qū)滿再上交，而是立即將此報(bào)文段連同已在緩沖區(qū)中的其它報(bào)文段上交。重置比特RST：置1，表示要求對(duì)方傳輸實(shí)體重新建立傳輸連接。同步比特SYN：置1，當(dāng)ACK置0時(shí)，表示“連接請(qǐng)求”報(bào)文段；當(dāng)ACK置1時(shí)，表示“連接響應(yīng)”報(bào)文段；終結(jié)比特FIN：置1，表示“釋放連接請(qǐng)求”。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制取發(fā)送窗口WT=Min{通知窗口，擁塞窗口}

通知窗口：接收方根據(jù)接收能力，通知發(fā)送方，允許發(fā)送方連續(xù)發(fā)送的字節(jié)數(shù)。

通知窗口值寫入TCP報(bào)文段首部的“窗口尺寸”字段。初值由源、宿雙方傳輸實(shí)體在建立傳輸連接時(shí)協(xié)商確定。窗口大小可由接收方動(dòng)態(tài)調(diào)整，發(fā)送方在未收到確認(rèn)之前，最多可發(fā)送通知窗口限定的字節(jié)數(shù)。窗口大小以字節(jié)為單位。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制通知窗口=300字節(jié)已被確認(rèn)未被確認(rèn)不可發(fā)送尚未發(fā)送1001012002013004003014015005016001第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制例設(shè)初值WIN=400，每個(gè)報(bào)文段長(zhǎng)100字節(jié)。SEQ=1SEQ=201ACK=201，WIN=300SEQ=301SEQ=401（重發(fā)）SEQ=201SEQ=101ACK=501，WIN=2001~1001~100101~200201~300101~200301~400401~500上交上交301~400401~500上交101~200301~400101~200101~200301~400401~500A接收方緩沖區(qū)400字節(jié)B第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制擁塞窗口：發(fā)送方根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況確定出的可連續(xù)發(fā)送的字節(jié)數(shù)。說(shuō)明：擁塞窗口調(diào)整策略是以發(fā)方出現(xiàn)“超時(shí)重發(fā)”作為“發(fā)生擁塞”的依據(jù)。其具體策略主要有：第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制初始置擁塞窗口=1KB，窗口門限=16KB；若擁塞窗口內(nèi)數(shù)據(jù)成功發(fā)送完畢，收到確認(rèn)，將擁塞窗口值加倍；當(dāng)擁塞窗口超過(guò)門限后，若成功發(fā)送完窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)，將窗口值線性增值，每次1KB；出現(xiàn)擁塞，將擁塞窗口值降為1KB，將門限設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)的窗口值的1/2。上述方法稱為：慢啟動(dòng)，加速遞減，擁塞避免。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP3、TCP的流控機(jī)制281216128404624201620門限1擁塞窗口（KB）傳輸次數(shù)門限2超時(shí)發(fā)生第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP4、TCP的確認(rèn)機(jī)制正常情況：發(fā)方收到確認(rèn)，待積累的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度>W/2或>報(bào)文最大允許長(zhǎng)度，進(jìn)行發(fā)送；收方收到數(shù)據(jù)，待緩沖區(qū)已空閑1/2或緩沖區(qū)空閑部分>報(bào)文最大允許長(zhǎng)度，發(fā)送確認(rèn)。差錯(cuò)情況：發(fā)方，超時(shí)重發(fā)；收方檢測(cè)有錯(cuò)，丟棄；重復(fù)報(bào)文段，丟棄，發(fā)送確認(rèn)；錯(cuò)序報(bào)文段，要么丟棄，要么暫存。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP5、TCP的重發(fā)機(jī)制P()運(yùn)輸層數(shù)據(jù)鏈路層T2T3T1

重發(fā)問(wèn)題背景：對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層，分布的方差小，可設(shè)Tout=T1。對(duì)運(yùn)輸層，分布的方差大，若設(shè)Tout=T2，很多報(bào)文造成不必要的重發(fā)；若設(shè)Tout=T3，很多報(bào)文拖延了重發(fā)時(shí)間。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP5、TCP的重發(fā)機(jī)制重發(fā)時(shí)間的自適應(yīng)算法：平均實(shí)驗(yàn)估計(jì)T：測(cè)量報(bào)文段的往返時(shí)延M，作為樣本，

T新=?T舊+（1-）?M

（取=7/8）重發(fā)時(shí)間Tout：因特網(wǎng)早期作法：

Tout=?T（取=2）；改進(jìn)作法：方差估計(jì)D新=?D舊+（1-）?|T-M|，

Tout=T+4?D第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP5、TCP的重發(fā)機(jī)制重發(fā)時(shí)間的自適應(yīng)算法：測(cè)量樣本M

存在的問(wèn)題：Tout(i-1)(i-1)ACKiACKitBA當(dāng)出現(xiàn)超時(shí)，發(fā)方將重發(fā)報(bào)文。發(fā)方無(wú)法判斷ACKi是對(duì)哪個(gè)報(bào)文段的確認(rèn)，從而無(wú)法計(jì)算往返時(shí)延M。第四節(jié)傳輸控制協(xié)議TCP5、TCP的重發(fā)機(jī)制重發(fā)時(shí)間的自適應(yīng)算法：