TCPIP工作原理教案第07章传输控制协议(TCP).ppt

第7章 传输控制协议（TCP ） 1 本章学习目标 n了解面向连接的概念 n了解TCP报文端的结构及其首部各个字段的意 义 n理解TCP连接的建立和关闭的过程 n理解TCP保证可靠性的机制：顺序号、超时与 重传和确认 n了解TCP的流量控制方法 n了解TCP的拥塞控制策略 2 7.1 TCP协议 nTCP连接 n数据流传输 n可靠传输 3 TCP连接 nTCP协议与UDP一个重要的不同之处是TCP 是面向连接的而UDP是非连接的 nTCP传输数据前必须先在发送者和接受者之 间通过握手建立一个连接 4 TCP常用端口号 5 数据流传输 nTCP协议只是把应用程序要传输的数据当成 无结构的可以分成字节的比特流 nTCP协议“不知道”所传输的数据的意义 6 可靠传输 nTCP是可靠的传输层协议，它使用多 种技术来保证数据的可靠交付 7 7.2 TCP报文段结构 8 报文段头部 n源端口（16比特）：报文段发送者端口号 n目的端口（16比特）：报文段接收者端口号 n顺序号（32比特）：TCP为每个要传送的字 节分配一个正整数，称为顺序号。 9 报文段头部（续） n确认号（32比特）：当控制位ACK置位时， 此域包含的顺序号为接收端希望接收的下一 个字节的顺序号。 n首部长度（4比特）：以32比特为单位的报 文段首部的长度，即指出数据区在报文段中 的位置。 n保留位（6比特）：保留未用，全置为0。 10 报文段头部（续） n控制位（6比特） nURG：置位时表示紧急指针字段有效。 nACK：置位时表示确认号字段有效。 nPSH：置位时表示本报文段要求PUSH操作，此时 TCP会立即发送缓冲区中的数据，而不必等待缓冲 区填满；在接收端，TCP立即把接收到的数据送给 应用程序。 nRST：置位时表示连接复位，用于在连接发生异常 时复位连接。 nSYN：置位时表示与对方同步顺序号。 nFIN：置位时表示发送方没有数据发送了，用于关 闭连接。 11 报文段头部（续） n窗口（16比特）：指出接收方可以接 收的最大字节数，可以认为是接收端 缓冲区的大小。 n校验和（16比特）：用于检测数据是 否在传输过程中受到破坏。 12 校验和计算所用到伪头部格式 13 报文段头部（续） n紧急指针（16比特）:当URG位置位时 此字段才有效。有效时标识了此报文 段中紧急数据最后一个字节相对于此 保文段数据区第一个字节的偏移量。 n可选项：此字段位数是可变的，没用 到的位用0填充使其长度为32比特。 14 7.3 TCP的连接管理 n 连接的建立 n 连接的关闭 15 TCP连接的建立-三次握手过程 16 TCP连接的关闭 17 7.4 顺序号和确认 n顺序号（Sequence number）是一个正整数 。当TCP要发送数据时，它随机选择一个初 始顺序号，顺序号依次递加，按顺序分配给 后续的每个字节的数据 18 顺序号 n顺序号的最大值为（ ）。当数据 过大，顺序号超过此数，则顺序号 对取模 19 顺序号示例 20 接收端对接收数据的确认 21 7.5 滑动窗口机制和流控制（Flow control） n为了充分利用网络的带宽，提高网络 的运行效率，TCP采用滑动窗口机制 控制数据的发送 22 滑动窗口示例 23 7.6 糊涂窗口症状（Silly window syndrome） 24 避免糊涂窗口 n在发送端，防止逐个字节地发送数据，而是 收集了一定数量的数据后再打包发送 - Nagle 算法 n接收端糊涂窗口的一种解决方法是延迟发送 确认 n另一种解决方法称为Clark方法 25 7.7 拥塞控制（Congestion control） n当在网络中传输的数据过多而超过网络的容 量时，数据传输的延时将大大增加，这就导 致拥塞的发生。拥塞发生后，一方面数据的 延迟严重，另外路由器由于超载而丢弃数据 ，这些都会使得发送端重传更多的报文，更 多的报文进入到网络中又加剧网络拥塞的状 况。如果这种状况持续下去，将发生所谓拥 塞崩溃的现象 26 防止发生拥塞崩溃 nTCP采用了限制发送端发送数据的多 少和速率的方法 27 7.8 溢出时间和重传 n为了确保可靠性，TCP要求接收端对收到的 数据进行确认。TCP为每个发送报文段安排 了一个定时器并设定一个溢出时间，如果在 定时器溢出时还未收到确认信号，发送端则 重新发送数据 28 溢出时间合理-自适应重传算法 29 7.9 TCP连接的状态转换图 nTCP连接主要经过连接的建立、数据的传输 和连接的关闭三个阶段，在各个不同的阶段 ，TCP连接可能处于不同的状态 n状态转换图说明各个状态的转换关系 30 31 TCP有限状态机各个状态的描述 32 小结 nTCP是一种重要的网络协议，它为应用程序 提供了可靠的面向连接的数据流传输服务。 nTCP使用顺序号、确认和重传等技术保证传