IP 协议讲稿详解.ppt

* TCP/IP模型 应用层、主机到主机层、互联网络层、网络接口层 * * TOS：时延、吞吐量、可靠性、费用 * * MSS就是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。为了达到最佳的传输效能TCP协议在建立连接的时候通常要协商双方的MSS值，这个值TCP协议在实现的时候往往用MTU值代替（需要减去IP数据包包头的大小20Bytes和TCP数据段的包头20Bytes）所以往往MSS为1460。通讯双方会根据双方提供的MSS值得最小值确定为这次连接的最大MSS值。 * 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认； 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服 务器进入SYN_RECV状态； 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入 ESTABLISHED状态，完成三次握手。 * 建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过4次握手。这由T C P的半关闭（h a l f - c l o s e）造成的。既然一个T C P连接是全双工（即数据在两个方向上能同时传递），因此每个方 向必须单独地进行关闭。这原则就是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个F I N来终止 这个方向连接。当一端收到一个F I N，它必须通知应用层另一端几经终止了那个方向的数据传 送。发送F I N通常是应用层进行关闭的结果。 收到一个F I N只意味着在这一方向上没有数据流动。一个T C P连接在收到一个F I N后仍能 发送数据。而这对利用半关闭的应用来说是可能的，尽管在实际应用中只有很少的T C P应用 程序这样做。 首先进行关闭的一方（即发送第一个F I N）将执行主动关闭，而另一方（收到这个F I N） 执行被动关闭。通常一方完成主动关闭而另一方完成被动关闭。 在FIN_WAIT_2状态我们已经发出了FIN，并且另一端也已对它进行确认。除非我们在实 行半关闭，否则将等待另一端的应用层意识到它已收到一个文件结束符说明，并向我们发一 个FIN来关闭另一方向的连接。只有当另一端的进程完成这个关闭，我们这端才会从 FIN_WAIT_2状态进入TIME_WAIT状态。 这意味着我们这端可能永远保持这个状态。另一端也将处于CLOSE_WAIT状态，并一直 保持这个状态直到应用层决定进行关闭。 TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态。每个具体TCP实现必须选择一个报文段最大生 存时间MSL（MaximumSegmentLifetime）。它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。 当TCP执行一个主动关闭，并发回最后一个ACK，该连接必须在TIME_WAIT状态停留的时间为2倍的MSL。这样可让TCP再次发 送最后的ACK以防这个ACK丢失（另一端超时并重发最后的FIN）。 * TCP协议使用“重新发送与正向ACK”来保证数据传输的可靠性。发送方将等待一段时间，如果没有收到其发送的数据包的ACK确认信息，发送方就要重新发送。顺便说一下，TCP协议中有许多定时器。这只是其中一个定时器。 ACK的概念对于流控制是非常重要的，因为TCP滑动窗口协议使TCP的往复确认变得更有效率。如果TCP要发送一个数据包并且等待每一个ACK确认信 息，它实际上就把数据吞吐量削减了一半。 理想的情况是，我们能够一次发送许多数据包，然后等待收到一个确认收到全部数据包的ACK信息，而不用对方发来更多的数据。但是，我们如何知道发送了多少个数据包呢?TCP窗口尺寸可以控制在“已发送但是没有确认”的状态下能够容纳多少个数据包。如果这个窗口尺寸很大，我们不必等待ACK信息就可以发送大量的数据包。这实际上就是流控制。 接收方就是控制窗口大小的那一方。如果接收方将窗口大小设为 “0”，那么，发送方根本就不能发送任何数据。如果这个窗口的尺寸是“1”，那么，我们就回到了简单的“发送和等待ACK”的协议。如果最后的窗口尺寸是 “0”，发送者将发出一个探测信号以搞清这个窗口什么时间再次打开。如果发送方从来没有收到ACK信息，它就一直不断地重试，直到定时器过期。请记住，这 个窗口尺寸在TCP头中是一个16位字段。如果你要一个窗口尺寸(按字节计算)大于16位可以表示的容量（2的16次方个字节），还可以使用一个名为“窗 口缩放”的TCP协议选项。这个选项允许窗口尺寸乘以比例因子。如果没有极大的窗口尺寸，TCP协议就就无法充分利用GB级别的高速连接。这也是我们需要 针对这些新的高速连接调整TCP参数的原因。 糊涂窗口综合症（silly window