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)。使高層用戶在相互通信時不必關(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)報首部是否出現(xiàn)差錯而不檢查數(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（2）傳輸層對整個報文段進(jìn)行差錯校驗(yàn)和檢測計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)用戶不能對通信子網(wǎng)加以控制，無法解決網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)質(zhì)量不佳問題應(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，同時也是用戶功能中的最低層。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)，故可以采用一個標(biāo)準(zhǔn)的原語集提供傳輸服務(wù)。為網(wǎng)絡(luò)向高層提供了一個統(tǒng)一的服務(wù)界面，所以用傳輸服務(wù)原語編寫的應(yīng)用程序就可以廣泛適用于各種網(wǎng)絡(luò)。（4）傳輸層采用一個標(biāo)準(zhǔn)的原語集提供傳輸服務(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)報傳輸層分用IP數(shù)據(jù)報TSAPNSAP……計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.1傳輸層提供的服務(wù)一個傳輸層協(xié)議通?？赏瑫r支持多個進(jìn)程的連接。若通信子網(wǎng)所提供的服務(wù)越多，傳輸協(xié)議就可以做得越簡單。若網(wǎng)絡(luò)層提供虛電路服務(wù)，那就能保證報文無差錯、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)議就很簡單。但若網(wǎng)絡(luò)層提供的是不可靠的數(shù)據(jù)報服務(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)高層用戶的需要和低層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供的服務(wù)來決定的。高層對傳輸層服務(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TP1TP2)TP3TP4TP0差錯恢復(fù)與復(fù)用類支持B型網(wǎng)絡(luò)差錯檢測和恢復(fù)、復(fù)用類支持C型網(wǎng)絡(luò)簡單類支持A型網(wǎng)絡(luò)復(fù)用類支持A型網(wǎng)絡(luò)基本差錯恢復(fù)類支持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)訪問點(diǎn)TSAP（也就是與應(yīng)用進(jìn)程的接口）端口的作用就是讓應(yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程都能將其數(shù)據(jù)通過端口向下交付給傳輸層，以及讓傳輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報文段中的數(shù)據(jù)向上通過端口交付給應(yīng)用層相應(yīng)的進(jìn)程。從這個意義上講，端口是應(yīng)用層進(jìn)程的標(biāo)識。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。這些端口號是TCP/IP體系確定并公布的熟知端口用來隨時分配給請求通信的客戶進(jìn)程一般端口端口類型計(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)上使用五元組來標(biāo)識進(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”作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中高層應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識，而IP地址則標(biāo)識了網(wǎng)絡(luò)中的一臺主機(jī)，IP地址和端口號的組合稱為套接字。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)議簡單，效率高協(xié)議復(fù)雜，效率不高3、無連接服務(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分組級數(shù)據(jù)鏈路層CSMA/CDHDLC，PPP3、無連接服務(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是無連接的。在傳輸數(shù)據(jù)前不需要與對方建立連接。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，也可能會重復(fù)或者丟失數(shù)據(jù)。UDP同時支持點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)之間的通信。UDP的首部只有8個字節(jié)，傳輸開銷小。UDP是面向報文的。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度檢驗(yàn)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)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報計(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度檢驗(yàn)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)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報

用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-傳輸層6.2UDP協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部中檢驗(yàn)和用來檢驗(yàn)整個用戶數(shù)據(jù)報（首部加數(shù)據(jù)部分）出現(xiàn)的差錯。在計(jì)算檢驗(yàn)和時在UDP數(shù)據(jù)報之前要增加12個字節(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)議長度2、UDP首部格式偽首部源端口目的端口長度檢驗(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)域長度為奇數(shù)的話，則填充一個“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)議名稱協(xié)議默認(rèn)端口使用UDP協(xié)議原因說明域名系統(tǒng)DNS53為了減少協(xié)議的開銷動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP67需要進(jìn)行報文廣播簡單文件傳輸協(xié)議TFTP69實(shí)現(xiàn)簡單，文件需同時向許多機(jī)器下載簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP161網(wǎng)絡(luò)上傳輸SNMP報文的開銷小路由選擇信息協(xié)議RIP520實(shí)現(xiàn)簡單，路由協(xié)議開銷小實(shí)時傳輸協(xié)議實(shí)時傳輸控制協(xié)議RTPRTCP50045005因特網(wǎng)的實(shí)時應(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報文段的首部傳輸開銷比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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FIN32bitSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充TCP數(shù)據(jù)部分TCP首部TCP報文段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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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。序號字段的值則指的是本報文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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。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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充數(shù)據(jù)偏移——占4bit，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(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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留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表明此報文段中包含緊急數(shù)據(jù)。ACK表明確認(rèn)號字段有效。PSH表明應(yīng)盡快將此報文段交付給接收應(yīng)用程序。RST表明TCP連接出現(xiàn)嚴(yán)重差錯，須釋放連接，然后再重新建立連接。SYN在連接建立是用來同步序號。FIN用來釋放一個連接。

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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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)。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，然后通知對方以確定對方的發(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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留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，要在TCP報文段的前面加上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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充緊急指針字段——占16bit。緊急指針指出在本報文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號。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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充選項(xiàng)字段——長度可變。TCP只規(guī)定了一種選項(xiàng)，即最大報文段長度MSS(MaximumSegmentSize)。MSS告訴對方TCP：“我的緩存所能接收的報文段的數(shù)據(jù)字段的最大長度是MSS個字節(jié)。”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。MSS=TCP報文長度－TCP首部長度計(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)（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431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。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報文段格式中最前面？（2）為什么TCP首部的最大長度不能超過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TCP報文段，其序號分別是100和200。請問第一個報文段攜帶了多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？當(dāng)主機(jī)B收到第一個報文段后發(fā)回的確認(rèn)報文中的確認(rèn)號字段值是多少？（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，帶寬也不受限制。TCP報文在網(wǎng)絡(luò)上的平均往返時間為20ms，問所能得到的最大吞吐量是多少？2、TCP報文格式計(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，畫成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式，稱為有限狀態(tài)機(jī)。圖中每一個方框即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主動打開被動打開被動關(guān)閉主動關(guān)閉起點(diǎn)被動打開主動打開發(fā)送SYN同時打開收到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同時關(guān)閉收到FIN發(fā)送ACK發(fā)送SYN定時經(jīng)過兩倍報文段壽命后關(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將所要傳送的整個應(yīng)用層報文（這可能要嵌在多個報文段中發(fā)送）看成是一個個字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，然后對每一個字節(jié)編一個序號。在連接建立時，雙方要商定初始序號。TCP就將每一次所傳送的報文段中的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號，放在TCP首部的序號字段中。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)是對接收到的數(shù)據(jù)的最高序號表示確認(rèn)。接收端返回的確認(rèn)號是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號加1。因此確認(rèn)號表示接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號。為提高效率，TCP可以累積確認(rèn)，即在接收多個報文段后，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分別選為l00和200，試畫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的下層是一個互連網(wǎng)環(huán)境，IP數(shù)據(jù)報所選擇的路由變化很大。因而運(yùn)輸層的往返時延的方差也很大。4、TCP可靠傳輸

超時重傳機(jī)制時間數(shù)據(jù)鏈路層運(yùn)輸層T1T2T3往返時延的概率分布計(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)算一次平均往返時延：RTTnew=RTTsample

（第一次測量）RTTnew＝α×RTTold+（l－α）×RTTsample（第二次以后的測量）,上式中RTTold是前次測量的RTTnew在上式中對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（第一次測量）RTTDnew＝β×RTTDold+（l－β）×|RTTnew-RTTsample|（第二次以后的測量）在上式中對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，超時重傳時間RTO采用以下公式計(jì)算出來：RTO＝RTTnew+4×RTTDnewKarn提出了一個算法：在計(jì)算平均往返時延時，只要報文段重發(fā)了，就不采用其往返時延樣本。這樣得出的平均往返時延和重發(fā)時間較準(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重傳定時器持續(xù)定時器保活定時器4、TCP可靠傳輸

定時器計(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由雙方商定初始值。在通信的過程中，接收端可根據(jù)自己的資源情況，隨時動態(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)每一個報文段為100字節(jié)長，序號的初始值為1（圖6-15中第一個箭頭上的SEQ=1）。請問接收方對發(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，需要通過擁塞窗口cwnd（congestionwindow）來進(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、