第七章傳輸層課件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院鄭淑麗12021傳輸層的功能5應(yīng)用層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層5應(yīng)用層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層第七章傳輸層22021兩臺(tái)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程相互通信54321傳輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程IP層AP1AP2AP454321AP332021主機(jī)A主機(jī)B路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4LAN1IP協(xié)議的作用范圍傳輸層協(xié)議的作用范圍網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)之間提供邏輯通信傳輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信42021協(xié)議端口號(hào)（端口）應(yīng)用層的各種進(jìn)程與傳輸層進(jìn)行層間交互的一種地址54321運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程IP層AP1AP2AP4端口端口54321AP352021端口號(hào)：16位服務(wù)器端使用的端口號(hào)熟知端口號(hào)：0~1023登記端口號(hào)：1024~49151客戶端使用的端口號(hào)：49152~6553562021傳輸層協(xié)議TCP：傳輸控制協(xié)議UDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議72021UDPIP數(shù)據(jù)部分IP首部IP層UDP首部UDP數(shù)據(jù)部分傳輸層應(yīng)用層報(bào)文應(yīng)用層82021UDP首部格式源端口目的端口長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部IP數(shù)據(jù)報(bào)2222發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)92021UDP的特點(diǎn)

不需要連接建立和釋放不可靠傳輸面向報(bào)文沒(méi)有擁塞控制支持廣播和組播102021TCP面向字節(jié)流可靠傳輸通過(guò)TCP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、按序到達(dá)112021768H

發(fā)送TCP報(bào)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(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程1230181716151419202145131211H109H加上TCP首部構(gòu)成TCP報(bào)文段TCPTCP字節(jié)流字節(jié)流H表示TCP報(bào)文段的首部x表示序號(hào)為x的數(shù)據(jù)字節(jié)TCP連接122021可靠傳輸?shù)幕驹砝硐氲膫鬏敆l件傳輸信道不產(chǎn)生差錯(cuò)無(wú)論發(fā)送方以多快的速度發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方總能來(lái)得及處理收到的數(shù)據(jù)132021停-等協(xié)議(a)無(wú)差錯(cuò)情況A發(fā)送M1確認(rèn)M1B發(fā)送M2發(fā)送M3確認(rèn)M2確認(rèn)M3A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2確認(rèn)M1丟棄有差錯(cuò)的報(bào)文

(b)超時(shí)重傳tttt142021確認(rèn)丟失A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1

確認(rèn)M1tt152021確認(rèn)遲到A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1

確認(rèn)M1收下遲到的確認(rèn)但什么也不做tt162021TDRTTATD+RTT+TAB分組確認(rèn)tt分組確認(rèn)信道利用率172021連續(xù)發(fā)送，提高信道利用率B分組ttAACK182021窗口123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口(b)收到一個(gè)確認(rèn)后發(fā)送窗口向前滑動(dòng)向前123456789101112發(fā)送窗口192021累積確認(rèn)對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)，表示：到這個(gè)分組為止的所有分組都已正確收到了優(yōu)點(diǎn)：確認(rèn)丟失也不一定會(huì)重傳缺點(diǎn)：不能向發(fā)送方反映出接收方已經(jīng)正確收到的所有分組的信息

202021TCP報(bào)文段的首部格式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20字節(jié)的固定首部TCP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FIN32位SYNRSTPSHACKURG位08162431填充發(fā)送在前212021TCP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位08162431填充源/目的端口：各2字節(jié)。表示發(fā)送方和接收方的端口號(hào)

222021TCP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位08162431填充序號(hào)：4字節(jié)。本報(bào)文段所發(fā)送數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)232021TCP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位08162431填充確認(rèn)號(hào)：4字節(jié)，表示期望收到下一個(gè)報(bào)文段數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)，同時(shí)表示對(duì)確認(rèn)號(hào)之前數(shù)據(jù)的確認(rèn)

242021TCP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位08162431填充數(shù)據(jù)偏移：4位，表示TCP報(bào)文段首部長(zhǎng)度（包括固定和可變部分，單位為字（32位）保留：6位252021TCP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位08162431填充URG：為1時(shí)，表示有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送同時(shí)緊急指針字段給出本TCP報(bào)文段中緊急數(shù)據(jù)的結(jié)束位置，數(shù)據(jù)字段的起始位置作為緊急數(shù)據(jù)的開(kāi)始位置262021TCP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位08162431填充PSH：發(fā)送TCP從應(yīng)用進(jìn)程得到一部分?jǐn)?shù)據(jù)立即創(chuàng)建TCP報(bào)文段接收TCP收到PSH=1的報(bào)文段，盡快交付接收應(yīng)用進(jìn)程272021TCP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位08162431填充窗口：2字節(jié)，表示從確認(rèn)號(hào)開(kāi)始還可以接收多少字節(jié)。

282021TCP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位08162431填充檢驗(yàn)和：2字節(jié)。檢驗(yàn)的范圍包括首部和數(shù)據(jù)兩部分292021TCP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。提供一些附加功能302021TCP的滑動(dòng)窗口機(jī)制前移不允許發(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(hào)26272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556前沿后沿前移發(fā)送窗口：表示在收到對(duì)方確認(rèn)的信息之前，可以連續(xù)發(fā)出的最多字節(jié)數(shù)（只有序號(hào)在窗口內(nèi)的字節(jié)才可以發(fā)送）312021不允許接收已發(fā)送確認(rèn)并交付主機(jī)B的接收窗口允許接收2627282930313435363738394041424344454647484950515253545556接收窗口：可以連續(xù)接收的最多字節(jié)數(shù)（只有序號(hào)在窗口內(nèi)的字節(jié)才可以接收，否則丟棄）3233322021流量控制限制發(fā)送方的發(fā)送速率332021seq=1,DATAseq=201,DATAseq=401,DATAseq=301,DATAseq=101,DATAseq=201,DATAseq=501,DATAACK=1,ack=201,rwnd=300ACK=1,ack=601,rwnd=0ACK=1,ack=501,rwnd=100AB允許A發(fā)送序號(hào)201至500共300字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)101至200，還能發(fā)送200字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)301至400，還能再發(fā)送100字節(jié)新數(shù)據(jù)A發(fā)送了序號(hào)1至100，還能發(fā)送300字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)401至500，不能再發(fā)送新數(shù)據(jù)了A超時(shí)重傳舊的數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送新的數(shù)據(jù)允許A發(fā)送序號(hào)501至600共100字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)501至600，不能再發(fā)送了不允許A再發(fā)送（到序號(hào)600為止的數(shù)據(jù)都收到了）丟失！A向B發(fā)送數(shù)據(jù)。在連接建立時(shí)，

B告訴A：“接收窗口Wr=400（字節(jié)）”342021擁塞控制擁塞：對(duì)資源需求的總和>可用資源擁塞控制：防止過(guò)多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，避免網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路過(guò)載流量控制：指在給定的發(fā)送端和接收端之間通信量的控制352021發(fā)送方維持一個(gè)擁塞窗口(cwnd)，其大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并動(dòng)態(tài)變化

發(fā)送窗口的上限值

Min[rwnd,cwnd]

rwnd：接收方窗口rwnd<cwnd，接收方的接收能力限制發(fā)送窗口的最大值cwnd<rwnd，網(wǎng)絡(luò)的擁塞限制發(fā)送窗口的最大值

擁塞控制方法362021發(fā)送方如何控制擁塞窗口？網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就再增大一些網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就減小一些-〉發(fā)送方如何判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞？發(fā)送方?jīng)]有按時(shí)收到應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)的確認(rèn)報(bào)文372021TCP的傳輸連接管理TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議每一個(gè)TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)套接字socket=(IP地址:端口號(hào))TCP連接::={