05运输层第二讲全解.ppt

第 5 章 运输层 知识回顾 本讲主要内容  解决问题 停止等待协议 5.4.1 停止等待协议  停止等待协议的基本思想 四种情况——无差错和超时重传 四种情况—确认丢失和确认迟到 可靠传输的实现 使用确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。 这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。 ARQ 表明重传的请求是自动进行的。接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组 。 信道利用率 停止等待协议的优点是简单，但缺点是信道利用率太低。 信道的利用率 U 停等协议的缺点 当往返时间RTT远大于发送时间TD时，信道的利用率就会非常低。 流水线传输 发送方可连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认。 由于信道上一直有数据不间断地传送，这种传输方式可获得很高的信道利用率。 5.4.2 连续 ARQ 协议 累积确认 接收方采用累积确认的方式。 对按序到达的最后一个分组发送确认，也就是到这个分组为止的所有分组都已正确收到了。 优点 容易实现，即使确认丢失也不必重传。 缺点 不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组的信息。 问题 如果发送方发送了前 5 个分组，而中间的第 3 个分组丢失了，接收方如何发确认信息？ 解决方法 Go-back-N（回退 N） 接收方对前两个分组发出确认。发送方因无法知道后面三个分组的下落，只好把后面的三个分组都再重传一次。 选择性重发 接收方对收到的所有分组发出确认。发送方只重传丢失的分组。 缺点 当通信线路质量不好时，连续 ARQ 协议会带来负面的影响。 停等协议和连续ARQ协议小结 5.6 TCP 可靠传输的实现 TCP 连接的每一端都必须设有两个窗口——一个发送窗口和一个接收窗口。 TCP 的可靠传输机制用字节的序号进行控制。TCP 所有的确认都是基于序号而不是基于报文段。 TCP 两端的四个窗口经常处于动态变化之中。 TCP连接的往返时间 RTT 也不是固定不变的。需要使用特定的算法估算较为合理的重传时间。 为讨论方便，假定数据传输只在一个方向进行。 窗口边沿的变化 发送方的发送窗口的边沿会根据接收方接收窗口的大小动态的变化。 实现举例 发送缓存 接收缓存 发送缓存与接收缓存的作用 发送缓存用来暂时存放： 发送应用程序传送给发送方 TCP 准备发送的数据； TCP 已发送出但尚未收到确认的数据。 接收缓存用来暂时存放： 按序到达的、但尚未被接收应用程序读取的数据； 不按序到达的数据。 需要强调三点 A 的发送窗口并不总是和 B 的接收窗口一样大（因为有一定的时间滞后）。 TCP 标准没有规定对不按序到达的数据应如何处理。通常是先临时存放在接收窗口中，等到字节流中所缺少的字节收到后，再按序交付上层的应用进程。 TCP 要求接收方必须有累积确认的功能，这样可以减小传输开销。 TCP可靠传输的实现小结 5.6.2 超时重传时间的选择 重传机制是 TCP 中最重要和最复杂的问题之一。 TCP 每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段。 自适应算法—Jacobson 1988 （1） 基本思想：根据网络性能动态调整超时重传时间 （2） 用到的变量 加权平均往返时间 第一次测量到 RTT 样本时，RTTS 值就取为所测量到的 RTT 样本值。以后每测量到一个新的 RTT 样本，就按下式重新计算一次 RTTS： 新 RTTS ? (1 ? ?) ? (旧 RTTS) ? ? ? (新 RTT) (5-4) 式中，0 ? ? ? 1。若 ? 接近于零，表示 RTT 值更新较慢。若选择 ? 接近于 1，则表示 RTT 值更新较快。 RFC 2988 推荐的 ? 值为 1/8。 超时重传时间 RTO RTO 应略大于上面得出的加权平均往返时间 RTTS。 使用下式计算 RTO： RTO ? RTTS + 4 ? RTTD (5-5) RTTD 是 RTT 的偏差的加权平均值。 RTTD的计算。第一次测量时，RTTD 值取为测量到的 RTT 样本值的一半。在以后的测量中，则使用下式计算加权平均的 RTTD： 新的 RTTD = (1 ? ?) ? (旧的RTTD) + ? ? ?RTTS ? 新的 RTT 样本? (5-6) ? 是个小于 1 的系数，其推荐值是 1/4。 自适应算法流程 1. 初始化