第5章传输层3

1、15.5 TCP5.5 TCP的拥塞控制的拥塞控制5.5.1 拥塞现象及产生原因拥塞现象及产生原因1. 拥塞现象拥塞现象拥塞现象是指注入到网络中的数据量过多，拥塞现象是指注入到网络中的数据量过多，使得网络来不及处理，以致引起部分乃至整使得网络来不及处理，以致引起部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿。网络通信业务陷入停顿。流量控制：流量控制：局部性局部性拥塞控制：拥塞控制：全局性全局性22. 拥塞现象产生的原因拥塞现象产生的原因（1）存储空间不足）存储空间不足（2）带宽容量不足）带宽容量不足（3）处理器处理能力弱、速度慢）处理

2、器处理能力弱、速度慢3 5.5.2 TCPTCP拥塞控制算法拥塞控制算法为了防止网络的拥塞现象，为了防止网络的拥塞现象，TCP提出了一系提出了一系列的拥塞控制机制。列的拥塞控制机制。1999年公布的因特网建议标准定义了进行拥年公布的因特网建议标准定义了进行拥塞控制的四种塞控制的四种 算法：算法：慢启动慢启动、拥塞避免拥塞避免、快、快重传和快恢复。重传和快恢复。由于需要考虑拥塞控制和流量控制两个方面由于需要考虑拥塞控制和流量控制两个方面的内容，因此的内容，因此TCP真正的发送窗口应等于真正的发送窗口应等于min(rwnd，cwnd)。有时认为有时认为cwnd增加增加1也就是相当于字节数增也就是相

3、当于字节数增加加1个个MSS大小大小41慢启动慢启动在刚建立的在刚建立的TCP连接上，或在超时后重新启动数据连接上，或在超时后重新启动数据传输的时候，传输的时候，以以1个个MSS作为拥塞窗口的初始值作为拥塞窗口的初始值，每当收到一个确认之后，将拥塞窗口每当收到一个确认之后，将拥塞窗口增加增加1个个MSS，直至发生超时。直至发生超时。可以进行一下计算，在刚开始时，可以进行一下计算，在刚开始时，cwnd = 1，经，经过过1个个RTT后，后，cwnd = 2*1 = 2，经过，经过2个个RTT后，后， cwnd = 2*2= 4，经过，经过3个个RTT后，后，cwnd = 4*2 = 852拥塞避

4、免拥塞避免 TCP使用了一个叫慢启动门限使用了一个叫慢启动门限ssthresh(即当即当cwnd=16时时)的变量，当的变量，当cwnd超过该值后，超过该值后，慢慢启动过程结束启动过程结束，进入，进入拥塞避免拥塞避免阶段。阶段。此时当窗口中所有的报文段都被确认时，此时当窗口中所有的报文段都被确认时，cwnd的大小加的大小加1，cwnd的值就随着的值就随着RTT开始线性增开始线性增加，这样就可以避免增长过快导致网络拥塞，慢加，这样就可以避免增长过快导致网络拥塞，慢慢地增加调整到网络的最佳值。慢地增加调整到网络的最佳值。6当发当发生生拥塞时拥塞时（出现超时）（出现超时）(1) 把把ssthresh

5、降低为降低为cwnd值的一半；值的一半；(2) 把把cwnd重新设置为重新设置为1；(3) 重新进入慢启动过程。重新进入慢启动过程。慢启动和拥塞避免算法的实现慢启动和拥塞避免算法的实现7思考题思考题（ 09-39 ）一个一个TCP连接总是以连接总是以1KB的最大段发送的最大段发送TCP段，段，发送方有足够多的数据要发送。当拥塞窗口为发送方有足够多的数据要发送。当拥塞窗口为16KB时发生了超时，如果接下来的时发生了超时，如果接下来的4个个RTT(往返时间往返时间)时间内的时间内的TCP段的传输都是成功的段的传输都是成功的，那么当第，那么当第4个个RTT时间内发送的所有时间内发送的所有TCP段段都

6、得到肯定应答时，拥塞窗口大小是都得到肯定应答时，拥塞窗口大小是（ ） A.7KB B.8KB C.9KB D.16KB8C主机甲和乙已建立了主机甲和乙已建立了TCP连接，甲始终以连接，甲始终以MSS=1KB大小的段发送数据，并一直有数大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙每收到一个数据段都会发出一个据发送；乙每收到一个数据段都会发出一个接收窗口为接收窗口为10KB的确认段。若甲在的确认段。若甲在t时刻发时刻发生超时时拥塞窗口为生超时时拥塞窗口为8KB，则从，则从t时刻起，时刻起，不再发生超时的情况下，经过不再发生超时的情况下，经过10个个RTT后，后，甲的发送窗口是甲的发送窗口是（ ）A10K

7、B B. 12KB C. 14KB D. 15KB9v思考题思考题（ 14-38 ）A10 5.6 TCP连接连接5.6.1 TCP连接的建立连接的建立建立连接时，为了防止源或目的站发出的用建立连接时，为了防止源或目的站发出的用于建立连接的于建立连接的TCP报文段丢失，采用了报文段丢失，采用了三次三次握手协议握手协议。 主机主机A向主机向主机B请求建立连接的握手过程：请求建立连接的握手过程：AB：建立连接：建立连接请求请求BA：建立连接：建立连接确认确认AB：建立连接：建立连接确认确认11TCP三次握手建立连接的过程三次握手建立连接的过程125.6.2 TCP连接的关闭连接的关闭TCP TCP

8、 连接的拆除或关闭连接的拆除或关闭，要进行，要进行四次握手（或四次握手（或称四次挥手）。称四次挥手）。TCP TCP 双向数据传输，分为双向数据传输，分为单向连接的拆除单向连接的拆除一个方向关闭是半关闭，双向关闭为全关闭一个方向关闭是半关闭，双向关闭为全关闭关闭一个方向需要关闭一个方向需要2 2次挥手，二个方向次挥手，二个方向4 4次挥手次挥手13TCPTCP连接的释放连接的释放14主机甲向主机乙发送一个主机甲向主机乙发送一个（SYN=1，seq=11220）的）的TCP段，期望与主段，期望与主机乙建立机乙建立TCP连接，若主机乙接收该连接请求，连接，若主机乙接收该连接请求，则主机乙向主机甲发

9、送的正确的则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是段可能是（ ）A.（SYN=0，ACK=0，seq=11221，ack=11221）B.（SYN=1，ACK=1，seq=11220，ack=11220）C.（SYN=1，ACK=1，seq=11221，ack=11221）D.（SYN=0，ACK=0，seq=11220，ack=11220）思考题思考题（ 11-39 ）C15主机主机H通过快速以太网连接通过快速以太网连接Internet，IP地址为地址为192.168.0.8，服务器，服务器S的的IP地址为地址为211.68.71.80。H与与S使用使用TCP通信时，在通信时，在H上捕获的

10、其中上捕获的其中5个个IP分组如下表分组如下表a所示。所示。请回答下列问题。请回答下列问题。（1）表）表a中的中的IP分组中，哪几个是由分组中，哪几个是由H发送的？发送的？哪几个完成了哪几个完成了TCP连接建立过程？哪几个在通连接建立过程？哪几个在通过快速以太网传输时进行了填充？过快速以太网传输时进行了填充？（2）根据表）根据表a中的中的IP分组，分析分组，分析S已经收到的已经收到的应用层数据字节数是多少？应用层数据字节数是多少？（3）若表）若表a中的某个中的某个IP分组分组，在在S刚刚发出发出时的时的前前40字节如表字节如表b所示，则该所示，则该IP分组到达分组到达H时经时经过了多少个路由器

11、？过了多少个路由器？综合题综合题（ 12-47 ）编号编号IP 分组的前分组的前 40 字节内容（十六进制）字节内容（十六进制）145 00 00 30 01 9b 40 00 80 06 1d e8 c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c5 00 00 00 00 70 02 43 80 5d b0 00 00243 00 00 30 00 00 40 00 31 06 6e 83 d3 44 47 50 c0 a8 00 0813 88 0b d9 e0 59 9f ef 84 6b 41 c6 70 12 16 d0 37 e1 00

12、00345 00 00 28 01 9c 40 00 80 06 1d ef c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 f0 43 80 2b 32 00 00445 00 00 38 01 9d 40 00 80 06 1d de c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 18 43 80 e6 55 00 00545 00 00 28 68 11 40 00 31 06 06 7a d3 44 47 50 c0 a8 00 08

13、13 88 0b d9 e0 59 9f f0 84 6b 41 d6 50 10 16 d0 57 d2 00 0045 00 00 28 68 11 40 00 40 06 ec ad d3 44 47 50 ca 76 01 0613 88 a1 08 e0 59 9f f0 84 6b 41 d6 50 10 16 d0 b7 d6 00 00【解答】【解答】(1) H的的IP地址为地址为192.168.0.8，转换成十六，转换成十六进制表示为进制表示为C0 A8 00 08，又由，又由IP首部格式知首部格式知，源，源IP地址位于首部中的第地址位于首部中的第1316字节，由字节，由此可以判定此可以判定H发送的报文是表发送的报文是表a中的中的1、3、4号号分组。分组。完成完成TCP连接的建立过程的为连接的建立过程的为1、2、3号分组号分组题中题中3、5号分组长度号分组长度40（28H）字节，需要）字节，需要填充。填充。【解答】【解答】(2)S收到的应用层数据