第3章数据结构祥解.ppt

自行组装微型磁粒机器人 哈佛大学开发一种超滑材料 2020年最有可能实现的科学项目 德国研制超级光纤 每秒可传输26T数据 rdt3.0: 具有差错和丢包的信道 新假设: 下面的信道也能丢失分组(数据或ACK) 检查和、序号、重传将是有帮助的，但不充分 方法: 发送方等待ACK一段“合理的”时间 如在这段时间没有收到ACK则重传 如果分组(或ACK)只是延迟(没有丢失)： 重传将是冗余的，但序号的使用已经处理了该情况 接收方必须定义被确认的分组序号 需要倒计时定时器 rdt3.0发送方 rdt3.0 运行情况 rdt3.0运行情况 rdt3.0的性能 rdt3.0能够工作，但性能不太好,为了评估rdt3.0，举下例 例子: 1 Gbps链路, 15 ms端到端传播时延(共30 ms), 1KB分组: rdt3.0: 停等协议的运行 流水线: 发送方允许发送多个、“传输中的”,还没有应答的报文段 序号的范围必须增加 发送方和/或接收方设有缓冲 流水线协议的两种形式: 回退N帧法（go-Back-N）, 选择性重传（S-R）, 流水线协议: 增加利用率 在回退N步协议中，允许发送方发送多个分组，而不需要等待确认，但也受限于在流水线中，未确认的分组数不认超过某个最大值N N就是窗口长度, 在该窗口中允许N个连续的没有应答分组 在分组首部需要K比特序号，2k=N GBN: 发送方扩展的 FSM GBN: 接收方扩展 FSM 只有ACK: 对发送正确接收的分组总是发送具有最高按序序号的ACK 可能产生冗余的ACKs 仅仅需要记住期望的序号值（expectedseqnum） 对失序的分组: 丢弃 (不缓存) - 没有接收缓冲区! 重新确认具有按序的分组 GBN 操作 选择性重传（Selective Repeat） GBN改善了信道效率，但仍然有不必要重传问题 接收方分别确认所有正确接收的报文段 需要缓存分组, 以便最后按序交付给给上层 发送方只需要重传没有收到ACK的分组 发送方定时器对每个没有确认的分组计时 发送窗口 N个连续的序号 也需要限制已发送但尚未应答分组的序号 选择性重传: 发送方, 接收方窗口 选择性重传 上层传来数据 : 如果窗口中下一个序号可用, 发送报文段 timeout(n): 重传分组n, 重启其计时器 ACK(n) 在[sendbase,sendbase+N]: 标记分组 n 已经收到 如果n 是最小未收到应答的分组，向前滑动窗口base指针到下一个未确认序号 选择重传的操作 选择重传: 困难的问题 例子: 序号: 0, 1, 2, 3 窗口长度 = 3 接收方：在(a)和(b)两种情况下接收方没有发现差别! 在 (a)中不正确地将新的冗余的当为新的，而在(b)中不正确地将新的当作冗余的 问题: 序号长度与窗口长度有什么关系? 回答：窗口长度小于等于序号空间的一半 可靠数据传输机制及用途总结 第3章 要点 3.5 面向连接的传输: TCP 报文段结构 可靠数据传输 流量控制 连接管理 3.6 拥塞控制的原则 3.7 TCP拥塞控制 机制 TCP吞吐量 TCP公平性 时延模型 TCP概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2018, 2581 全双工数据: 同一连接上的双向数据流 MSS: 最大报文段长度 MTU:最大传输单元 面向连接: 在进行数据交换前，初始化发送方与接收方状态，进行握手(交换控制信息), 流量控制: 发送方不能淹没接收方 拥塞控制: 抑止发送方速率来防止过分占用网络资源 点到点: 一个发送方, 一个接收方 连接状态与端系统有关，不为路由器所知 可靠、有序的字节流: 没有 “报文边界” 流水线: TCP拥塞和流量控制设置滑动窗口协议 发送和接收缓冲区 TCP 报文段结构 TCP序号和确认号 序号: 报文段中第1个数据字节在字节流中的位置编号 确认号: 期望从对方收到下一个字节的序号 累计应答 问题：接收方如何处理失序报文段？ 回答：TCP规范没有说明， 由实现者自行选择实现: 抛弃/缓存 TCP往返时延(RTT)的估计与超时 问题: 如何设置TCP 超时值? 应大于RTT 但RTT是变化的 太短: 过早超时 不必要的重传 太长: 对报文段的丢失响应太慢 问题: 如何估计RTT? SampleRTT: 从发送报文段到接收到ACK的测量时间 忽略重传 SampleRTT会变化,希望估计的RTT“较平滑” 平均最近的测量值,并不仅仅是当前SampleRTT TCP往返时延估计与超时 (续) RTT估计的例子 TCP往返时延估计与超时 (续) 设置超时间隔 EstimtedRTT 加 “安全余量” EstimatedRTT大变化- 更大的安全余量 首先