Internet核心原理与应用技术 第10章 Internet传输层协议TCPUDP.ppt

第10章Internet传输层协议TCP UDP 图10 1传输层协议TCP和UDP 10 1可靠的数据传输控制协议 TCP首先是由CERF和KAHN在 CK74 中提出的 在最初的体系结构中TCP和IP是结合在一起的 后来才将这两层分开 从理论上来说由于TCP只需要网络层提供最简单的数据包传递服务 因此TCP可以运行在网络层之上的任何层次里 但通常TCP还是运行在IP之上的 表10 1常用的网络应用程序的端口号 10 1 1TCP可靠传输控制机制 TCP是可靠传输协议 但是它是建立在不保证可靠性的IP数据报服务之上的 10 1 2TCP滑动窗口控制机制 滑动窗口的主要作用如下 1 源进程在接受ACK前发送多少数据报文 2 目标进程限制源进程发送数据的总量 以保证有足够的缓冲空间来容纳数据 图10 2滑动窗口机制 3 窗口外左边的字节已被发送 而且已经收到确认 4 窗口内的字节可以发送或者已经被发送 但未收到确认 5 窗口外右边的字节不能够被发送 图10 3滑动窗口举例 10 2TCP的数据报格式 图10 4TCP数据报格式 10 3TCP连接建立的三次握手 在连接建立过程中要解决以下3个问题 1 要使每一方能够确知对方的存在 2 要允许双方协商一些参数 例如 最大报文段长度 最大窗口大小和服务质量等 3 能够对传输实体资源 如缓存大小 连接表中的项目等进行分配 图10 5用三次握手建立TCP连接 10 4TCP连接关闭的过程 图10 6TCP连接释放的过程 10 5TCP的累计重传策略 10 5 1TCP的累计确认重传机制 10 5 2TCP的累计超时值的确定 SRTT SRTT 1 RTT 来回传输时间 RTO SRTT 10 6TCP的拥塞控制 10 6 1TCP拥塞控制算法TCP用于拥塞控制的参数主要如下 1 拥塞窗口 cwnd 2 接收端窗口 receiverwindow rwnd 3 发送窗口 win 4 慢启动门限值 ssthresh 5 来回传输时间 RTT 6 超时重传时间 RTO 7 快速重传门限值 tcprexmtthresh 10 6 2慢启动和拥塞避免算法 发送窗口的上限值 Min rwnd cwnd 10 6 3快重传和快恢复算法 快速重传是当TCP源端收到到3个相同的ACK副本时 即认为有数据包丢失 则源端重传丢失的数据包 而不必等待RTO超时 同时将ssthresh设置为当前cwnd值的一半 并且将cwnd减为原先的一半 下面结合一个例子来说明快重传的工作原理 10 7TCP的协议扩充 为了与现有的TCP实现兼容 TCP功能的扩充都是通过定义新的TCP选项来实现的 1 窗口比例因子选项 图10 7窗口比例因子选项 2 负确认选项 图10 8负确认选项 10 8用户数据报协议 10 8 1UDP概述用户数据报协议 UDP 提供端到端 无连接的 不保证可靠性的数据报传输服务 它允许网上主机应用程序之间传递数据 1 发送数据之前不需要建立连接 当然发送数据结束时也没有连接需要释放 因此减少了开销和发送数据之前的时延 2 UDP不使用拥塞控制 也不保证可靠交付 因此主机不需要维持具有许多参数的 复杂的连接状态表 3 UDP用户数据报只有8个字节的头部开销 比TCP的20个字节的头部要短 4 由于UDP没有拥塞控制 因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低 表10 2