东北石油大学计算机与信息技术学院计算机网络与通信课件 第五讲.ppt

第4讲 传输层之二 本讲目的: Internet传输层的实现和实例 教科书参考 第8章 TCP: 概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2018, 2581 全双工数据传输: 在同一连接上双向传输 MSS: maximum segment size（最大段字节数-1500,536,512） 面向连接: 握手过程 (交换控制信息) 在交换数据前初始化收发双方的状态,“三次握手” 流量控制: 发送方的发送速度不得超过接收方的处理速度 点对点: 一个发送方, 一个接收方 可靠, 按序的字节流 : 无 “报文边界”，无结构但有顺序 流水式控制: TCP的拥塞和流量控制，设置窗口大小 发送 接收缓存 TCP 段格式(p238) TCP seq. #’s 和 ACKs Seq. #’s: 该数据段第一个字节在（整个报文）字节流中 “编号” ACKs: seq #为预期从对方发来的“下一个”字节的编号 积累的 ACK Q: 接收方如何接受失序的数据段 A: TCP 没有定义, - 由程序设计者决定 TCP: 可靠数据传输 TCP: 可靠数据传输 TCP ACK 规则 [RFC 1122, RFC 2581] TCP: 重传场景 TCP 流量控制 接收端: 显式通知发送端 (动态变化中的) 自由缓存空间 RcvWindow TCP 数据段的字段 发送端: 需要保存已经发送, unACKed 数据可少于最近收到的RcvWindow TCP 交互的往返时间（RTT）和超时 Q: 如何设置 TCP 超时的值? 应较RTT长一点 注意: RTT 会变哟！ 太短了: 过早出现超时 造成不必要的重传 太长了: 减缓了对数据段丢失的反应 Q: 如何估算 RTT? SampleRTT: 对数据段发送到收到ACK 回应的时间进行测量 忽略重传, 积欠 ACKed 数据段 SampleRTT 是会变化的, 要使得估算的 RTT “更平滑” 使用若干新近的测量结果, 而不仅仅是最近一次的 SampleRTT TCP RTT 和超时 (p246) 设置超时 EstimtedRTT 加上 “安全边际(safety margin)” 如果 EstimatedRTT变化较大 - 加大安全边际 TCP 连接管理 回顾: TCP 收发双方在数据交换开始之前需要建立连接 初始化 TCP变量: seq. #s 缓存, 流量控制信息 (e.g. RcvWindow) 客户端: 连接的发起者 Socket clientSocket = new Socket(hostname,port number); -JAVA 服务器: 接受客户端的连接 Socket connectionSocket = welcomeSocket.accept(); (建立连接)三次握手: Step 1: 客户端的end system向服务器发送 TCP SYN 控制数据段 定义并初始化 seq # Step 2: 服务器的end system接收 SYN, 用SYNACK控制数据段回答 ACKs 接收到的 SYN 分配缓存 定义 server- receiver 初始化 seq. # Step 3:客户端的end system向服务器发送ACK ACKs 接收到的连接承诺 分配缓存 TCP 连接管理 (续) 关闭连接: 客户端关闭插口: clientSocket.close(); Step 1: 客户端 end system 发送 TCP FIN 控制段给服务器 Step 2: 服务器 收到 FIN, 用 ACK应答. 关闭连接, 发送 FIN. TCP 连接管理 (续) Step 3: 客户端 收到 FIN, 用 ACK进行应答. 随着对接收到的FIN发送ACK-同时进入 “timed wait（计时等待）” Step 4: 服务器, 接收 ACK. 连接关闭. 注意: 稍加修改,即可管理同时发生的多个FINs. TCP 连接管理 (续) 拥塞控制原理 拥塞: 非正式的说法: “过多信源以过快的速率发送了过多的数据、导致网络穷于应付” 不同于流量控制! 后果: 丢失数据分组 (路由器缓存溢出) 长时间的延迟 (在路由器的缓存中排队) 在网络发展的技术中的a top-10 problem! 缘由/代价-拥塞问题:场景1 两个发送端, 两个接收端 一个路由器, 有限缓存 无重传机制 发生拥塞时的延迟 可达到的最大吞吐量 缘由/代价-拥塞问题: 场景 2 一个路由器, 有限 缓存 发送端重传丢失的分组 缘由/代价-拥塞问题: 场景 2 设计期望: (goodput) “完美的” 重传仅仅是