第五章计算机网络3

1运输层协议概述 从通信和信息处理的角度看 运输层向它上面的应用层提供通信服务 它属于面向通信部分的最高层 同时也是用户功能中的最低层 物理层 网络层 运输层 应用层 数据链路层 面向信息处理 面向通信 用户功能 网络功能 三运输层协议 运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信 54321 运输层提供应用进程间的逻辑通信 主机A 主机B 应用进程 应用进程 路由器1 路由器2 AP1 LAN2 WAN AP2 AP3 AP4 IP层 LAN1 AP1 AP2 AP4 端口 端口 54321 IP协议的作用范围 运输层协议TCP和UDP的作用范围 AP3 应用进程之间的通信 两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信 应用进程之间的通信又称为端到端的通信 运输层的一个很重要的功能就是复用和分用 应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交到运输层 再往下就共用网络层提供的服务 运输层提供应用进程间的逻辑通信 逻辑通信 的意思是 运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据 但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接 运输层协议和网络层协议的主要区别 应用进程 应用进程 IP协议的作用范围 提供主机之间的逻辑通信 TCP和UDP协议的作用范围 提供进程之间的逻辑通信 因特网 运输层的主要功能 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信 但网络层是为主机之间提供逻辑通信 运输层还要对收到的报文进行差错检测 运输层需要有两种不同的运输协议 即面向连接的TCP和无连接的UDP 运输层与其上下层之间的关系的OSI表示法 运输实体 运输实体 运输协议 运输层 层接口 运输服务用户 应用层实体 运输服务用户 应用层实体 层接口 网络层 或网际层 应用层 主机A 主机B 运输层服务访问点TSAP 网络层服务访问点NSAP 运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道 应用层 运输层 发送进程 接收进程 接收进程 数据 数据 全双工可靠信道 数据 数据 使用TCP协议 使用UDP协议 不可靠信道 发送进程 TCP IP的运输层有两个不同的协议 1 用户数据报协议UDP UserDatagramProtocol 2 传输控制协议TCP TransmissionControlProtocol 2TCP IP体系中的运输层2 1运输层中的两个协议 两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元TPDU TransportProtocolDataUnit TCP传送的数据单位协议是TCP报文段 segment UDP传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报 TCP IP体系中的运输层协议 TCP UDP IP 应用层 与各种网络接口 运输层 TCP与UDP UDP在传送数据之前不需要先建立连接 对方的运输层在收到UDP报文后 不需要给出任何确认 虽然UDP不提供可靠交付 但在某些情况下UDP是一种最有效的工作方式 TCP则提供面向连接的服务 TCP不提供广播或多播服务 由于TCP要提供可靠的 面向连接的运输服务 因此不可避免地增加了许多的开销 这不仅使协议数据单元的首部增大很多 还要占用许多的处理机资源 还要强调两点 运输层的UDP用户数据报与网际层的IP数据报有很大区别 IP数据报要经过互连网中许多路由器的存储转发 但UDP用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的 TCP报文段是在运输层抽象的端到端逻辑信道中传送 这种信道是可靠的全双工信道 但这样的信道却不知道究竟经过了哪些路由器 而这些路由器也根本不知道上面的运输层是否建立了TCP连接 2 2端口的概念 端口就是运输层服务访问点TSAP 端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给运输层 以及让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程 从这个意义上讲 端口是用来标志应用层的进程 端口在进程之间的通信中所起的作用 应用层 运输层 网络层 TCP报文段 UDP用户数据报 应用进程 TCP复用 IP复用 UDP复用 TCP报文段 UDP用户数据报 应用进程 端口 端口 TCP分用 UDP分用 IP分用 发送方 接收方 端口 端口用一个16bit端口号进行标志 端口号只具有本地意义 即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程 在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的 两类端口 一类是熟知端口 其数值一般为0 1023 当一种新的应用程序出现时 必须为它指派一个熟知端口 另一类则是一般端口 用来随时分配给请求通信的客户进程 插口 socket TCP使用 连接 而不仅仅是 端口 作为最基本的抽象 同时将TCP连接的端点称为插口 socket 或套接字 套接口 插口和端口 IP地址的关系是 同一个名词socket有多种不同的意思 应用编程接口API称为socketAPI 简称为socket socketAPI中使用的一个函数名也叫作socket 调用socket函数的端点称为socket 调用socket函数时其返回值称为socket描述符 可简称为socket 在操作系统内核中连网协议的Berkeley实现 称为socket实现 3用户数据报协议UDP3 1UDP概述 UDP只在IP的数据报服务之上增加了很少一点的功能 即端口的功能和差错检测的功能 虽然UDP用户数据报只能提供不可靠的交付 但UDP在某些方面有其特殊的优点 发送数据之前不需要建立连接UDP的主机不需要维持复杂的连接状态表 UDP用户数据报只有8个字节的首部开销 网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低 这对某些实时应用是很重要的 端口是用报文队列来实现 UDP端口51000 UDP端口69 出队列 入队列 出队列 入队列 TFTP服务器 TFTP客户 UDP用户数据报 应用层 运输层 3 2UDP用户数据报的首部格式 伪首部 源端口 目的端口 长度 检验和 数据 首部 UDP长度 源IP地址 目的IP地址 0 17 IP数据报 字节 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字节 发送在前 数据 首部 UDP用户数据报 伪首部 源端口 目的端口 长度 检验和 数据 首部 UDP长度 源IP地址 目的IP地址 0 17 IP数据报 字节 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字节 发送在前 数据 首部 UDP用户数据报 用户数据报UDP有两个字段 数据字段和首部字段 首部字段有8个字节 由4个字段组成 每个字段都是两个字节 伪首部 源端口 目的端口 长度 检验和 数据 首部 UDP长度 源IP地址 目的IP地址 0 17 IP数据报 字节 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字节 发送在前 数据 首部 UDP用户数据报 在计算检验和时 临时把 伪首部 和UDP用户数据报连接在一起 伪首部仅仅是为了计算检验和 计算UDP检验和的例子 1001100100010011 153 190000100001101000 8 1041010101100000011 171 30000111000001011 14 110000000000010001 0和170000000000001111 150000010000111111 10870000000000001101 130000000000001111 150000000000000000 0 检验和 0101010001000101 数据0101001101010100 数据0100100101001110 数据0100011100000000 数据和0 填充 1001011011101011 求和得出的结果0110100100010100 检验和 153 19 8 104 171 3 14 11 12字节伪首部 8字节UDP首部 7字节数据 按二进制反码运算求和将得出的结果求反码 全0171510871315全0数据数据数据数据数据数据数据全0 4传输控制协议TCP4 1TCP概述 端口 发送TCP报文段 TCP TCP 接收缓存 发送缓存 报文段 报文段 报文段 端口 发送端 接收端 向发送缓存写入数据块 从接收缓存读取数据块 应用进程 应用进程 TCP首部 20字节的固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN 32bit SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 TCP数据部分 TCP首部 TCP报文段 IP数据部分 IP首部 发送在前 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 源端口和目的端口字段 各占2字节 端口是运输层与应用层的服务接口 运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 序号字段 占4字节 TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号 序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 确认号字段 占4字节 是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 数据偏移 占4bit 它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远 数据偏移 的单位不是字节而是32bit字 4字节为计算单位 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 保留字段 占6bit 保留为今后使用 但目前应置为0 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 紧急比特URG 当URG 1时 表明紧急指针字段有效 它告诉系统此报文段中有紧急数据 应尽快传送 相当于高优先级的数据 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 确认比特ACK 只有当ACK 1时确认号字段才有效 当ACK 0时 确认号无效 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 推送比特PSH PuSH 接收TCP收到推送比特置1的报文段 就尽快地交付给接收应用进程 而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 复位比特RST ReSeT 当RST 1时 表明TCP连接中出现严重差错 如由于主机崩溃或其他原因 必须释放连接 然后再重新建立运输连接 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 同步比特SYN 同步比特SYN置为1 就表示这是一个连接请求或连接接受报文 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 终止比特FIN FINal 用来释放一个连接 当FIN 1时 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕 并要求释放运输连接 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 窗口字段 占2字节 窗口字段用来控制对方发送的数据量 单位为字节 TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小 然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 检验和 占2字节 检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分 在计算检验和时 要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 紧急指针字段 占16bit 紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 选项字段 长度可变 TCP只规定了一种选项 即最大报文段长度MSS MaximumSegmentSize MSS告诉对方TCP 我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节 MSS是TCP报文段中的数据字段的最大长度 数据字段加上TCP首部才等于整个的TCP报文段 TCP首部 20字节固定首部 目的端口 数据偏移 检验和 选项 长度可变 源端口 序号 紧急指针 窗口 确认号 保留 FIN SYN RST PSH ACK URG 比特08162431 填充 填充字段 这是为了使整个首部长度是4字节的整数倍 4 3TCP的数据编号与确认 TCP协议是面向字节的 TCP将所要传送的报文看成是字节组成的数据流 并使每一个字节对应于一个序号 在连接建立时 双方要商定初始序号 TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号 TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认 接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加1 因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号 4 4TCP的流量控制与拥塞控制1 滑动窗口的概念 TCP采用大小可变的滑动窗口进行流量控制 窗口大小的单位是字节 在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限 发送窗口在连接建立时由双方商定 但在通信的过程中 接收端可根据自己的资源情况 随时动态地调整对方的发送窗口上限值 可增大或减小 收到确认即可前移 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 可发送 不可发送 发送端要发送900字节长的数据 划分为9个100字节长的报文段 而发送窗口确定为500字节 发送端只要收到了对方的确认 发送窗口就可前移 发送TCP要维护一个指针 每发送一个报文段 指针就向前移动一个报文段的距离 收到确认即可前移 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 不可发送 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 发送窗口 可发送 不可发送 发送窗口前移 发送端已发送了400字节的数据 但只收到对前200字节数据的确认 同时窗口大小不变 现在发送端还可发送300字节 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 已发送并被确认 已发送但未被确认 可发送 不可发送 指针 100 200 300 400 500 600 700 800 900 101 201 301 401 501 601 701 801 1 不可发送 指针 发送窗口前移 发送端收到了对方对前400字节数据的确认 但对方通知发送端必须把窗口减小到400字节 现在发送端最多还可发送400字节的数据 利用可变窗口大小进行流量控制双方确定的窗口值是400 主机A 主机B 允许A再发送300字节 序号201至500 A还能发送200字节 A还能发送200字节 序号301至500 A还能发送300字节 A还能发送100字节 序号401至500 A超时重发 但不能发送序号500以后的数据 允许A再发送200字节 序号501至700 A还能发送100字节 序号501至700 不允许A再发送 到序号600的数据都已收到 2 慢开始和拥塞避免 发送端的主机在确定发送报文段的速率时 既要根据接收端的接收能力 又要从全局考虑不要使网络发生拥塞 因此 每一个TCP连接需要有以下两个状态变量 接收端窗口rwnd receiverwindow 又称为通知窗口 advertisedwindow 拥塞窗口cwnd congestionwindow 接收端窗口rwnd和拥塞窗口cwnd 1 接收端窗口rwnd这是接收端根据其目前的接收缓存大小所许诺的最新的窗口值 是来自接收端的流量控制 接收端将此窗口值放在TCP报文的首部中的窗口字段 传送给发送端 2 拥塞窗口cwnd congestionwindow 是发送端根据自己估计的网络拥塞程度而设置的窗口值 是来自发送端的流量控制 发送窗口的上限值 发送端的发送窗口的上限值应当取为接收端窗口rwnd和拥塞窗口cwnd这两个变量中较小的一个 即应按以下公式确定 发送窗口的上限值 Min rwnd cwnd 1 当rwnd cwnd时 是接收端的接收能力限制发送窗口的最大值 当cwnd rwnd时 则是网络的拥塞限制发送窗口的最大值 慢开始算法的原理 在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段MSS的数值 在每收到一个对新的报文段的确认后 将拥塞窗口增加至多一个MSS的数值 用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd 可以使分组注入到网络的速率更加合理 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 当TCP连接进行初始化时 将拥塞窗口置为1 图中的窗口单位不使用字节而使用报文段 慢开始门限的初始值设置为16个报文段 即ssthresh 16 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 发送端的发送窗口不能超过拥塞窗口cwnd和接收端窗口rwnd中的最小值 我们假定接收端窗口足够大 因此现在发送窗口的数值等于拥塞窗口的数值 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 在执行慢开始算法时 拥塞窗口cwnd的初始值为1 发送第一个报文段M0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 发送端收到ACK1 确认M0 期望收到M1 后 将cwnd从1增大到2 于是发送端可以接着发送M1和M2两个报文段 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 接收端发回ACK2和ACK3 发送端每收到一个对新报文段的确认ACK 就把发送端的拥塞窗口加1 现在发送端的cwnd从2增大到4 并可发送M4 M6共4个报文段 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 发送端每收到一个对新报文段的确认ACK 就把发送端的拥塞窗口加1 因此拥塞窗口cwnd随着传输次数按指数规律增长 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 当拥塞窗口cwnd增长到慢开始门限值ssthresh时 即当cwnd 16时 就改为执行拥塞避免算法 拥塞窗口按线性规律增长 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 假定拥塞窗口的数值增长到24时 网络出现超时 表明网络拥塞了 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 更新后的ssthresh值变为12 即发送窗口数值24的一半 拥塞窗口再重新设置为1 并执行慢开始算法 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 慢开始和拥塞避免算法的实现举例 当cwnd 12时改为执行拥塞避免算法 拥塞窗口按按线性规律增长 每经过一个往返时延就增加一个MSS的大小 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 传输次数 拥塞窗口cwnd ssthresh 16 慢开始 慢开始 拥塞避免 拥塞避免 更新后的ssthresh 12 乘法减小 multiplicativedecrease 乘法减小 是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段 只要出现一次超时 即出现一次网络拥塞 就把慢开始门限值ssthresh设置为当前的拥塞窗口值乘以0 5 当网络频繁出现拥塞时 ssthresh值就下降得很快 以大大减少注入到网络中的分组数 加法增大 additiveincrease 加法增大 是指执行拥塞避免算法后 当收到对所有报文段的确认就将拥塞窗口cwnd增加一个MSS大小 使拥塞窗口缓慢增大 以防止网络过早出现拥塞 必须强调指出 拥塞避免 并非指完全能够避免了拥塞 利用以上的措施要完全避免网络拥塞还是不可能的 拥塞避免 是说在拥塞避免阶段把拥塞窗口控制为按线性规律增长 使网络比较不容易出现拥塞 3 快重传和快恢复 快重传算法规定 发送端只要一连收到三个重复的ACK即可断定有分组丢失了 就应立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时 不难看出 快重传并非取消重传计时器 而是在某些情况下可更早地重传丢失的报文段 快重传举例 主机A 主机B B确认M1和M2 A发送M1和M2 A收到了三个重复的确认ACK3 就立即重传M3 而不必等待超时重传 A发送M3但丢失了 A发送M4 A发送M5 B发送第二个重复确认ACK3 A发送M6 B发送第三个重复确认ACK3 B只能再次确认M2 因为M3没有收到 快恢复算法 1 当发送端收到连续三个重复的ACK时 就重新设置慢开始门限ssthresh 2 与慢开始不同之处是拥塞窗口cwnd不是设置为1 而是设置为ssthresh 3 MSS 3 若收到的重复的ACK为n个 n 3 则将cwnd设置为ssthresh n MSS 4 若发送窗口值还容许发送报文段 就按拥塞避免算法继续发送报文段 5 若收到了确认新的报文段的ACK 就将cwnd缩小到ssthresh 4 5TCP的重传机制 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 往返时延的方差很大 由于TCP的下层是一个互连网环境 IP数据报所选择的路由变化很大 因而运输层的往返时延的方差也很大 时间 数据链路层 T1 T2 T3 往返时延的概率分布 往返时延的自适应算法 记录每一个报文段发出的时间 以及收到相应的确认报文段的时间 这两个时间之差就是报文段的往返时延 将各个报文段的往返时延样本加权平均 就得出报文段的平均往返时延RTT 每测量到一个新的往返时延样本 就按下式重新计算一次平均往返时延RTT 平均往返时延RTT 旧的RTT 1 新的往返时延样本 在上式中 0 1 参数 的选择 若 很接近于1 表示新算出的平均往返时延RTT和原来的值相比变化不大 而新的往返时延样本的影响不大 RTT值更新较慢 若选择 接近于零 则表示加权计算的平均往返时延RTT受新的往返时延样本的影响较大 RTT值更新较快 典型的 值为7 8 超时重传时间RTO RetransmissionTime Out 计时器的RTO应略大于上面得出的RTT 即 RTO RTT这里 是个大于1的系数 若取 很接近于1 发送端可及时地重传丢失的报文段 因此效率得到提高 但若报文段并未丢失而仅仅是增加了一点时延 那么过早地重传反而会加重网络的负担 因此TCP原先的标准推荐将 值取为2 往返时延RTT 往返时间的测量相当复杂 TCP报文段1没有收到确认 重传 即报文段2 后 收到了确认报文段ACK 如何判定此确认报文段是对原来的报文段1的确认 还是对重传的报文段2的确认 发送一个TCP报文段 超时重传TCP报文段 收到ACK 时间 1 2 往返时延RTT 是对哪一个报文段的确认 Karn算法 在计算平均往返时延RTT时 只要报文段重传了 就不采用其往返时延样本 这样得出的平均往返时延RTT和重传时间就较准确 修正的Karn算法 报文段每重传一次 就将重传时间增大一些 新的重传时间 旧的重传时间 系数 的典型值是2 当不再发生报文段的重传时 才根据报文段的往返时延更新平均往返时延RTT和重传时间的数值 实践证明 这种策略较为合理 4 6随机早期丢弃RED RandomEarlyDiscard 使路由器的队列维持两个参数 即队列长度最小门限THmin和最大门限THmax RED对每一个到达的数据报都先计算平均队列长度LAV 若平均队列长度小于最小门限THmin 则将新到达的数据报放入队列进行排队 若平均队列长度超过最大门限THmax 则将新到达的数据报丢弃 若平均队列长度在最小门限THmin和最大门限THmax之间 则按照某一概率p将新到达的数据报丢弃 RED将路由器的到达队列划分成为三个区域 从队首发送 最小门限THmin 最大门限THmin 数据报到达 平均队列长度Lav 排队 丢弃 以概率p丢弃 丢弃概率p与THmin和Thmax的关系 最小门限THmin 最大门限THmax 平均队列长度Lav 数据报丢弃概率p 1 0 0 pmax 当LAV Thmin时 丢弃概率p 0 当LAV Thmax时 丢弃概率p 1 当THmin LAV THmax时 0 p 1 例如 按线性规律变化 从0变到pmax 瞬时队列长度和平均队列长度的区别 队列长度 时间 瞬时队列长度 平均队列长度 4 7TCP的运输连接管理1 运输连接的三个阶段 运输连接就有三个阶段 即 连接建立 数据传送和连接释放 运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行 连接建立过程中要解决以下三个问题 要使每一方能够确