《计算机网络（第8版）》 课件 第5、6章 运输层、应用层

运输层的基本功能TCP、UDP协议第

5

章

运输层运输层协议概述运输层⽤户数据报协议

UDP可靠传输的⼯作原理TCP

可靠传输的实现TCP

的流量控制TCP

的拥塞控制传输控制协议

TCP

概述TCP

的运输连接管理TCP

报⽂段的⾸部格式运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP为什么需要运输层•⽹络层最终解决的问题：•分组从⼀台主机经过⽹络到达另⼀台主机，即主机到主机间的通信。⽹络层没有解决的问题：••主机中谁发送的数据、谁接收数据？IP分组⽆序到达⽬的主机，接收进程如何处理？可靠传输问题。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP为什么需要运输层••从通信和信息处理的⻆度看，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。只有位于⽹络边缘部分的主机的协议栈才有运输层，⽽⽹络核⼼部分中的路由器在转发分组时都只⽤到下三层的功能。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP邮政⽹络应⽤层运输层⽹络层数据链路层物理层⽹络层数据链路层物理层应⽤层运输层⽹络层数据链路层物理层姓名姓名端⼝运输层提供应⽤进程间的逻辑通信运输层的作⽤进程之间的通信•“逻辑通信”的意思是“好像是这样通信，但事实上并⾮真的这样通信”：••从IP层来说，通信的两端是两台主机。但“两台主机之间的通信”这种说法还不够清楚；严格地讲，两台主机进⾏通信就是两台主机中的应⽤进程互相通信；从运输层的⻆度看，通信的真正端点并不是主机⽽是主机中的进程。也就是说，端到端的通信是应⽤进程之间的通信。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP⽹络层是为主机之间提供逻辑通信，⽽运输层为应⽤进程之间提供端到端的逻辑通信。互联⽹络应⽤进程应⽤进程IP协议的作⽤范围TCP和UDP协议的作⽤范围⽹络层和运输层有明显的区别运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP运输层复⽤和分⽤••在⼀台主机中经常有多个应⽤进程同时分别和另⼀台主机中的多个应⽤进程通信。表明运输层有⼀个很重要的功能：•复⽤(multiplexing)；分⽤

(demultiplexing)。•根据应⽤程序的不同需求，运输层需要有两种不同的运输协议：•即⾯向连接的

TCP

；⽆连接的

UDP

。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDPTCP复⽤UDP复⽤端⼝发送⽅应⽤进程IP复⽤TCP报⽂段UDP⽤户数据报IP数据报TCP分⽤UDP分⽤端⼝接收⽅应⽤进程IP分⽤TCP报⽂段UDP⽤户数据报IP数据报应⽤层运输层⽹络层•运输层向⾼层⽤户屏蔽了下⾯⽹络核⼼的细节，使应⽤进程感觉在两个运输层实体之间有⼀条端到端的逻辑通信信道。基于端⼝的复⽤和分⽤运输层复⽤和分⽤TCP与UDP（逻辑信道的差异性）•运输层向⾼层⽤户屏蔽了下⾯⽹络核⼼的细节，它使应⽤进程看⻅的就是好像在两个运输层实体之间有⼀条端到端的逻辑通信信道。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP互联⽹络TCPUDPUDPTCP逻辑通信信道：可靠、UDP不可靠留⾔电话联系TCP与UDP（逻辑信道的差异性）•运输层的逻辑通信信道的差别：••当运输层采⽤⾯向连接的

TCP

协议时，尽管下⾯的⽹络是不可靠的，但这种逻辑通信信道就相当于⼀条全双⼯的可靠信道；当运输层采⽤⽆连接的

UDP

协议时，这种逻辑通信信道是⼀条不可靠信道；TCP靠谱，UDP不靠谱。运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP全双⼯可靠信道数据⾯向连接的协议TCP协议不可靠信道⽆连接的协议UDP协议发送进程接收进程发送进程接收进程应⽤层运输层可靠信道与不可靠信道数据数据数据运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP运输层运输层概述运输层的作⽤复⽤与分⽤TCP与UDP⼩结•••••运输层协议概述。为什么需要运输层。异构计算机进程间的通信。TCP、UDP复⽤与解复⽤。可靠信道与不可靠信道。运输层上协议•••⽤户数据报协议

UDP

(User

Datagram

Protocol)。传输控制协议

TCP

(Transmission

Control

Protocol)。运输层传送的数据单元

TPDU

(Transport

Protocol

Data

Unit)：••TCP

传送的数据单位是

TCP

报⽂段(segment)；UDP

传送的数据单位是

UDP

报⽂或⽤户数据报。应⽤层TCPUDPIP各种⽹络接⼝TCP/IP体系中的运输层协议运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝运输层UDP和TCP协议特点•UDP协议：••••••不需要先建⽴连接，提供⽆连接服务；协议数据单元为

UDP

报⽂或⽤户数据报；收到

UDP

报⽂后，⽆需任何确认；UDP

不提供可靠交付；简单、⽀持单播、多播、⼴播；适⽤于多媒体应⽤。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝UDP和TCP协议特点•TCP协议：••••••提供⾯向连接的服务；传送的数据单位协议是

TCP

报⽂段

(segment)；TCP

不提供⼴播或多播服务；收到TCP报⽂段后，需要确认；协议复杂、开销⼤，占⽤较多的处理机资源；应⽤较多：万维⽹、电⼦邮件、⽂件传送等。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝域名解 动态主 路由析服务 机配置 选择……万维⽹WWW电⼦邮件⽂件传送……DNS DHCP RIP…… HTTPSMTP

FTP……UDPTCPIP5368520802521UDP和TCP协议典型应⽤运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝UDP和TCP协议典型应⽤运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝应⽤应⽤层协议运输层协议名字转换DNS（域名系统）UDP⽂件传送TFTP（简单⽂件传送协议）UDP路由选择协议RIP（路由信息协议）UDPIP地址配置DHCP（动态主机配置协议）UDP⽹络管理SNMP（简单⽹络管理协议）UDP远程⽂件服务器NFS（⽹络⽂件系统）UDPIP电话专⽤协议UDP流式多媒体通信专⽤协议UDP多播IGMP（⽹际组管理协议）UDP电⼦邮件SMTP（简单邮件传送协议）TCP远程终端接⼊TELNET（远程终端协议）TCP万维⽹HTTP（超⽂本传送协议）TCP⽂件传送FTP（⽂件传送协议）TCP注意两点•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数据报要经过互联⽹中许多路由器的存储转发；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的：这种信道是可靠的全双⼯信道；这种信道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。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝为什么需要“运输层的端⼝”••区分哪些进程复⽤、分⽤运输层；不同操作系统的计算机的应⽤进程互相通信，就必须⽤统⼀的⽅法对TCP/IP体系的应⽤进程进⾏标志，不能⽤进程标识标志：•••运⾏在计算机中的进程是⽤进程标识符来标志的；因为在互联⽹上使⽤的计算机的操作系统种类很多，不同的操作系统使⽤不同格式的进程标识符；双⽅不知道对⽅的进程，只知道对⽅提供什么功能。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝需要解决的问题•••••由于进程的创建和撤销都是动态的，发送⽅⼏乎⽆法识别其他机器上的进程。有时我们会改换接收报⽂的进程，但并不需要通知所有发送⽅。我们往往需要利⽤⽬的主机提供的功能来识别终点，⽽不需要知道实现这个功能的进程。解决这个问题的⽅法就是在运输层使⽤协议端⼝号

(protocol

portnumber)。通信的终点是应⽤进程，但可以把端⼝想象是通信的终点，只要把要传送的报⽂交到⽬的主机的⽬的端⼝，剩下的⼯作（即最后交付⽬的进程）由

TCP

来完成。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝为什么需要“运输层的端⼝”运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝•通信的终点是“功能”，不是进程，不关⼼什么进程提供的功能：••客户浏览器：IE、Chrom、Firefox?（都有浏览⻚⾯的功能）服务器软件：IIS、Apache、Nginx？（都能提供WWW服务）•例如，银⾏业务：••1号窗⼝对公业务；2号窗⼝个⼈业务；不关⼼具体是哪个业务员办理业务（那是操作系统的事）。•端⼝⽤⼀个

16

位端⼝号进⾏标志：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；两个计算机中的进程要互相通信，不仅必须知道对⽅的

IP

地址（为了找到对⽅的计算机），⽽且还要知道对⽅的端⼝号（为了找到对⽅计算机中的应⽤进程）。IP地址运输层8053IP地址运输层端⼝端⼝Web服务DNS服务浏览器DNS查询互联⽹络端⼝22+⽬的端⼝不可达端⼝两⼤类端⼝•服务器端使⽤的端⼝号：••熟知端⼝，数值⼀般为

0~1023（全世界都知道的）；登记端⼝号，数值为

1024~49151，给没有熟知端⼝号的应⽤程序使⽤的。使⽤这个范围的端⼝号必须在

IANA

登记，以防⽌重复。•客户端使⽤的端⼝号：••⼜称为短暂端⼝号，数值为

49152~65535，留给客户进程暂时使⽤；当服务器进程收到客户进程的报⽂时，就知道了客户进程所使⽤的动态端⼝号。通信结束后，这个端⼝号可供其他客户进程以后使⽤。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝UDPTCPIPFTPDNSTFTPRPC111

53HTTPSHTTPTelnetSNMP(trap)SNMPSMTP69 161 162 25 21 20 23 80 443保存有常⽤的熟知端⼝号的⽂件：••linux中的/etc/servicesWindows中的C:\Windows\System32\drivers\etc\services常⽤熟知端⼝号（类似110、120、119等）运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝⼩结•运输层两个协议TCP、UDP概述：••••TCP传输数据单位；UDP传输数据单位；UDP⽤户数据报与IP数据报的区别；逻辑信道的概念。•••UDP与TCP的区别。TCP与UDP典型应⽤。端⼝的作⽤与分类：•常⽤的熟知端⼝。运输层运输层协议UDP和TCP特点典型应⽤IP与UDP的区别运输层端⼝⽤户数据报协议

UDP•UDP

只在

IP

的数据报服务之上增加了很少⼀点的功能：••复⽤和分⽤的功能；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。运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例UDPIPUDPIPIPIPIPUDP

的主要特点••••不需要建⽴连接：减少开销和发送数据之前的时延；尽最⼤努⼒交付：即不保证可靠交付；⾯向报⽂的：⼀次交付⼀个完整的报⽂，保留原始报⽂的边界；没有拥塞控制：⽹络出现拥塞不会降低源主机的发送速率；••••对某些实时应⽤是很重要的。⽀持多种交互通信：⽀持⼀对⼀、⼀对多、多对⼀和多对多的交互通信。⾸部开销⼩：8

个字节，⽐

TCP

的

20

个字节的⾸部要短。运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例什么是“⾯向报⽂的

UDP”•发送⽅

UDP

对应⽤程序交下来的报⽂，添加⾸部后就向下交付IP

层：•应⽤层交给

UDP

多⻓的报⽂，UDP

就照样发送，即⼀次发送⼀个报⽂；UDP

对应⽤层交下来的报⽂，既不合并，也不拆分，保留这些报⽂的边界。•接收⽅UDP去除UDP报⽂⾸部，原封不动地交付上层的应⽤进程，⼀次交付⼀个完整的报⽂。运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例UDP

是⾯向报⽂的••应⽤层产⽣数据交给UDP，UDP打包并直接送到⽹络层。应⽤程序必须选择合适⼤⼩的报⽂：••若报⽂太⻓，UDP

把它交给

IP

层后，IP

层在传送时可能要进⾏分⽚，这会降低

IP

层的效率；若报⽂太短，UDP

把它交给

IP

层后，会使

IP

数据报的⾸部的相对⻓度太⼤，这也降低了

IP

层的效率。应⽤层报⽂应⽤层报⽂UDP⾸部IP数据报数据部分IP⾸部应⽤层运输层⽹络层运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例UDP

是⾯向报⽂的运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例UDP公⽂包UDP公⽂包互联⽹络从公⽂包中取出全部⽂件将全部⽂件塞⼊公⽂包中⽹络不可靠地传输公⽂包UDP

的主要特点（多对⼀）运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例P1P2P3P4P5abcxy不可靠的信道

a x b x c y请注意：运输层之间的这条虚线不是⼀条连接应⽤进程复⽤分⽤应⽤层端⼝运输层应⽤层端⼝运输层应⽤进程H1H2UDP协议的使⽤场景•可以重复请求信息的情况下：•例如：RIP，DNS，DHCP等。••⼀次性传⼩量数据的应⽤（⾯向报⽂的）实时应⽤：•IP电话、视频会议等。•多媒体应⽤。运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例UDP

的⾸部格式（语法、语义）伪⾸部源端⼝⽬的端⼝⻓度检验和源IP地址⽬的IP地址017UDP⻓度数据IP⾸部UDP⾸部数据44112字节字节122222UDP⽤户数据报IP数据数据报发送在前运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例伪⾸部••伪⾸部不是UDP真实⾸部，仅仅是为了计算检验和。可以理解为UDP的两次检查：••⼀次是对IP地址进⾏检验，确认该IP分组是发送给本机的；⼀次是对端⼝号和数据进⾏检验，确认交给哪个进程并且数据是⽆误的。•发送⽅：••••增加伪⾸部，UDP⾸部检验和填充0；数据部分填充0⾄4字节整数倍；计算机检验和，伪⾸部+⾸部+数据；⾸部填上检验和；删除伪⾸部，发送UDP数据报。•接收⽅：•••增加伪⾸部；计算机检验和，伪⾸部+⾸部+数据；检验和全1⽆差错，否则丢弃或上交应⽤进程（附上错误警告）。运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例10 10010110111010111001011011101101取反检验和01101001000100101001100100010011153.19：3918700001000011010008.104：21521010101100000011171.3：43779000011100000101114.11：359500000000000100010和17：17000000000000111115：1500000100001111111087：1087000000000000110113：13000000000000111115：1500000000000000000（检验和）：00101010001000101data：215730101001101010100data：213320100100101001110data：187660100011100000000data和0（填充）：18176计算UDP检验和的例⼦04101715108713150datadatadatadatadatadatadata0伪⾸部UDP⾸部数据⼆进制反码运算求和将得出的结果求反码InternetProtocolVersion4,Src:,Dst:

UserDatagramProtocol,SrcPort:53831,DstPort:

53SourcePort:

53831DestinationPort:

53Length:39Checksum:

0xd491DomainNameSystem

(query)应⽤层DNS运输层UDP⽹络层IP协议抓取UDP⽤户数据报（DNS查询）运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例⼩结运输层UDP协议UDP主要特点使⽤场景报⽂格式检验和计算UDP实例•UDP的功能：••复⽤和分⽤；差错检测功能。•••UDP的主要特点。UDP⾸部格式。UDP检验和计算：•伪⾸部。传输控制协议

TCP

概述•TCP

是⾯向连接的：•••TCP

连接只能有两个端点，TCP

连接是点对点的（⼀对⼀）；TCP

提供可靠交付的服务；TCP

提供全双⼯通信。•⾯向字节流：••TCP

中的“流”(stream)指的是流⼊或流出进程的字节序列；⾯向字节流的含义是：虽然应⽤程序和

TCP

的交互是⼀次⼀个数据块，但

TCP

把应⽤程序交下来的数据看成仅仅是⼀连串⽆结构的字节流。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念传输控制协议

TCP

概述••TCP

不保证接收⽅应⽤程序所收到的数据块和发送⽅应⽤程序所发出的数据块具有对应⼤⼩的关系。接收⽅应⽤程序收到的字节流必须和发送⽅应⽤程序发出的字节流完全⼀样。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念⼏个⾯向连接的概念•⾯向连接的电路交换（物理层保证可靠）：•通信双⽅之间必须有⼀条物理连接的通路（直接相连），且被通信双⽅独享，数据按序发送并按序接收。⾯向连接的虚电路（⽹络层保证可靠）：•通信双⽅采⽤复⽤技术，逐段占⽤物理通路，每段物理通路可被多对通信使⽤，分组按序发送并按序接收。⾯向连接TCP（运输层协议保证可靠）：•采⽤协议的⽅法（确认、序号、重传），确保通信双⽅有⼀条全双⼯的、可靠的逻辑信道（事实上，提供服务的IP数据报是不可靠的），字节按序发送并按序接收（但⽹络层IP数据报并不⼀定按序到达）。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念TCP54TCP18 17 161514212019876H109H131211H0123发送TCP报⽂段从接收缓存读取字节把字节写⼊发送缓存加上TCP⾸部构成TCP报⽂段字节流字节流发送⽅接收⽅应⽤进程应⽤进程xH表示TCP报⽂段的⾸部表示序号为x的数据字节TCP

⾯向流的概念TCP连接TCP

连接像⼀条管道，把字节可靠地按序传送到⽬的进程..TCPTCPTCP连接从接收缓存读取数据块向发送缓存写⼊字节块发送⽅接收⽅应⽤进程应⽤进程发送缓存接收缓存报⽂段报⽂段报⽂段…端⼝端⼝TCP

⾯向流的概念•••••TCP

不关⼼应⽤进程⼀次把多⻓的报⽂发送到

TCP

缓存；TCP

对连续的字节流进⾏分段，形成

TCP

报⽂段；TCP

根据对⽅给出的窗⼝值和⽹络拥塞程度决定报⽂段应包含多少个字节；TCP

可把⻓的数据块划分短⼀些再传送；TCP

也可等待积累有⾜够多的字节后再构成报⽂段发送出去。不是物理连接TCP

的连接：套接字•TCP把连接作为最基本的抽象：••••每⼀条

TCP

连接有两个端点；TCP

连接的端点不是主机，不是主机的IP

地址，不是应⽤进程，也不是运输层的协议端⼝；TCP

连接的端点叫做套接字

(socket)

或插⼝；端⼝号拼接到

(contatenated

with)

IP

地址即构成了套接字。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念套接字

socket

=

(IP地址

:

端⼝号)TCP

连接

::=

{socket1,

socket2}={(IP1:port1)，(IP2:

port2)}••同⼀个

IP

地址可以有多个不同的TCP

连接；同⼀个端⼝号也可以出现在多个不同的

TCP

连接中。物流的连接

::={(寄件⼈通信地址

:

寄件⼈)，(收件⼈通信地址:

收件⼈)}套接字的⼏个不同含义•••••应⽤编程接⼝ API 称为

socket

API,

简称为

socket。socket

API

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，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。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念⼩结•TCP的主要特点：•••TCP是⾯向连接的；TCP提供可靠交付；TCP提供全双式通信；TCP是⾯向字节流的。•TCP的连接：•套接字的概念。运输层TCP协议⾯向连接的概念⾯向字节流的概念TCP连接的概念IP

⽹络不可靠•类似于⽹络购物：••物流运输⽹络不可靠；可靠的买卖由买卖双⽅保证。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议TCPIPTCPIPIPIPIPIP：物流不可靠TCP：买家和卖家保证可靠理想的传输条件特点•理想的传输条件有以下两个特点：••传输信道不产⽣差错；不管发送⽅以多快的速度发送数据，接收⽅总是来得及处理收到的数据。•••在这样的理想传输条件下，不需要采取任何措施就能够实现可靠传输。实际的⽹络都不具备以上两个理想条件。必须使⽤⼀些可靠传输协议，在不可靠的传输信道实现可靠传输。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议停⽌等待协议•••“停⽌等待”就是每发送完⼀个分组就停⽌发送，等待对⽅的确认。在收到确认后再发送下⼀个分组（TCP报⽂段）。全双⼯通信的双⽅既是发送⽅也是接收⽅。为了讨论问题的⽅便：••仅考虑

A

发送数据，

B

接收数据并发送确认；A

称为发送⽅，⽽

B

称为接收⽅。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议⽆差错••••A

发送完分组

M1，暂停发送；

等待B的确认(ACK)；B

收到了

M1

，向

A

发送

ACK；A

收到了对

M1

的确认后，发送下⼀个分组 M2。收到ACK继续发送确认M1确认M2t停⽌发送等待ACKM1ACK1ACK2ABM2t运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议有差错情况•在接收⽅

B

会出现两种情况：••B

接收

M1

时检测出了差错，就丢弃

M1，其他什么也不做；M1

在传输过程中丢失了，这时

B

当然什么都不知道，也什么都不做。•如何保证

B

正确收到了

M1

呢？•••解决⽅法：超时重传；A

为每⼀个已发送的分组都设置超时计时器；A

在超时计时器到期之前收到了相应的确认，撤销该超时计时器，继续发送下⼀个分组

M2

。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议注意⼏点••••A在发送完⼀个分组后，必须暂时保留已发送的分组的副本；分组和确认分组都必须进⾏编号。这样才能明确是哪⼀个发送出去的分组收到了确认，⽽哪⼀个分组还没有收到确认；超时计时器设置的重传时间应当⽐数据在分组传输的平均往返时间更⻓⼀些。超时重传时间设置问题：••不能太⻓；也不能太短。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议丢失M1超时重发M1确认M1ACK1停⽌发送等待ACKAB丢弃出错M1超时重发M1确认M1ACK1停⽌发送等待ACK时间AB时间 时间 时间超时重传报时⽂间错误≥

RTT；发送⽅需要缓存数据；必须对数报据⽂编丢号失。出现差错（发送的报⽂出错或丢失）出现差错（确认丢失）A

在超时计时器到期后重传

M1。如果

B

⼜收到了重传的分组

M1：丢弃这个重复的分组

M1；向A

发送确认。丢失M1超时重发M1ACK1时间时间停⽌发送等待ACKABACK1丢弃M1确认M1丢弃M1超时重发M1确认M1ACK1时间时间停⽌发送等待ACKABM2ACK1重复确认收到丢弃•B

对分组

M1

的确认迟到了。••B

丢弃重复的

M1，并重传确认分组。A

会收到重复的确认：收下后就丢弃。出现差错（确认迟到）⾃动重传请求ARQ••••通常A

最终总是可以收到对所有发出的分组的确认；如果

A

不断重传分组但总是收不到确认，就说明通信线路太差，不能进⾏通信；使⽤上述的确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输⽹络上实现可靠的通信；上述传输协议常称为⾃动重传请求

ARQ：••AutomaticRepeat

reQuest；意思是重传的请求是⾃动进⾏的，接收⽅不需要请求发送⽅重传某个出错的分组。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议分组确认分组确认TDRTTTD+RTT+

TAAB停⽌等待协议的优点是简单，缺点是信道利⽤率太低tt信道利⽤率信道利⽤率：U

=TDTD+RTT+

TA停⽌等待协议要点••••停⽌等待。发送⽅每次只发送⼀个分组。在收到确认后再发送下⼀个分组。编号。对发送的每个分组和确认都进⾏编号。⾃动重传请求。发送⽅为每个发送的分组设置⼀个超时计时器。若超时计时器超时，发送⽅会⾃动重传分组。简单，但信道利⽤率太低。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议分组AB确认tt•由于信道上⼀直有数据不间断地传送，信道的利⽤率⾼。收到确认之前，发送⽅连续发出多个分组•流⽔线传输就是发送⽅可连续发送多个分组，不必每发完⼀个分组就停顿下来等待对⽅的确认。这样可使信道上⼀直有数据不间断地传送。流⽔线传输连续ARQ协议•基本思想：•••••发送窗⼝内的分组都可连续发送出去，⽆需等待对⽅的确认。即发送⽅⼀次可以发出多个分组；使⽤滑动窗⼝协议控制发送⽅和接收⽅所能发送和接收的分组的数量和编号；每收到⼀个确认，发送⽅就把发送窗⼝向前滑动；接收⽅⼀般采⽤累积确认的⽅式；采⽤回退N（Go-Back-N）⽅法进⾏重传。运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议当使⽤流⽔线传输时，连续ARQ协议和滑动窗⼝协议：限制连续发送数据的量123456789101112待发送的分组发送窗⼝（可发送的分组）收到⼀个确认后发送窗⼝向前滑动已经发送并收到确认的分组•接收⽅采⽤累积确认：•••对按序到达的最后⼀个分组发送确认；优点：容易实现，即使确认丢失也不必重传；缺点：不能向发送⽅反映出接收⽅已经正确收到的所有分组的信息。连接ARQ协议原理•发送⽅发送了前

5

个分组，第

3

个分组丢失，接收⽅对收到1、2分组发出确认，发送⽅⽆法知道3、4、5的下落，只好把这三个分组再重传⼀次。123456789101112发送3、4、5、6、7，等待确认其中3、4、5是第⼆次发送分组1收、到2对、发分3送、组窗42、⼝的5确发认送完毕•Go-back-N（回退

N）：表示需要再退回来重传已发送过的

N

个分组。当通信线路质量不好时，连续ARQ

协议会带来负⾯的影响。Go-back-N（回退

N）对⽐内容连续ARP协议停⽌等待协议发送的分组数量⼀次发送多个分组⼀次发送⼀个分组传输控制滑动窗⼝协议停⽌、等待确认单独确认、累积确认单独确认重传计时器每个发送的分组每个发送的分组序号每个发送的分组每个发送的分组重传回退N，多个分组⼀个分组⼩结：连续ARQ

协议与停⽌等待协议对⽐运输层可靠传输原理停⽌等待协议⽆差错情况有差错情况⾃动重传ARQ利⽤率流⽔线传输连续ARQ协议TCP

报⽂段的⾸部格式•••••TCP

报⽂段⾸部的前20个字节是固定的；后⾯有

4n

字节是根据需要⽽增加的选项；TCP

⾸部的最⼩⻓度是

20

字节；TCP

是⾯向字节流的，但

TCP

的数据单元是报⽂段；TCP

报⽂段分为⾸部和数据两部分，TCP

的全部功能体现在⾸部中各字段的作⽤。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（语法、语义）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充发送在前TCP⾸部TCP数据部分IP⾸部IP数据报的数据部分TCP⾸部20字节固定部分32位运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（源端⼝、⽬的端⼝）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位源端⼝和⽬的端⼝：各占

2

字，是运输层与应⽤层的服务接⼝。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（序号、确认号）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号（seq）确

认

号（ack）数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位•序号：

4

字节，指是本报⽂段所携带数据的第⼀个字节的序号：••也称为报⽂段序号；范围

[

0,

232

–

1

]，序号增加到232

–

1后，下⼀个序号回到0。•确认号：4

字节，是期望收到对⽅的下⼀个报⽂段中数据的第⼀个字节的序号。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（数据偏移）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位数据偏移（即⾸部⻓度）：占

4

位，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”的单位是

32

位字（以

4

字节为计算单位），最⼤60字节。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（紧急、确认）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位紧急

URG：当

URG

=

1

时，紧急指针字段有效，此报⽂段中有紧急数据，应尽快传送。确认ACK：只有当ACK

=

1

时确认号字段才有效。当ACK

=

0

时，确认号⽆效。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（推送、复位）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位推送

PSH：收到

PSH

=

1

的报⽂段，发送⽅⽴即发送，接收⽅尽快上交接收应⽤进程。复位

RST：当

RST

=

1

时，表明

TCP

连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建⽴运输连接。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（同步、终⽌）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位同步

SYN：同步SYN

=

1表示这是⼀个连接请求或连接接受报⽂。终⽌

FIN：⽤来释放⼀个连接。FIN

=

1

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。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（窗⼝）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位•窗⼝字段：占

2

字节，让对⽅设置发送窗⼝的依据，单位为字节：••[0,

216

–

1

]之间的整数；告诉对⽅，从本报⽂段⾸部中的确认号算起，接收⽅⽬前允许对⽅发送的数据量；运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（检验和）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位检验和：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。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（紧急指针）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位•紧急指针字段：占

16

位，指出在本报⽂段中紧急数据共有多少个字节，放在本报⽂段数据的最前⾯（紧急数据的最后⼀个字节）：URG

=

1

时有效。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（选项）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位选项字段：⻓度可变。TCP

最初只有⼀种选项，即最⼤报⽂段⻓度MSS。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⻓度是

MSS

个字节。”MSS

(Maximum

Segment

Size)：是TCP

报⽂段中的数据字段的最⼤⻓度。数据字段加上

TCP

⾸部才等于整个的

TCP

报⽂段。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充为什么要规定MSS•提升传输效率：•••MSS太⼩，效率太低；MSS太⼤，IP层需要分⽚，只要有⼀⽚出错，TCP需要重传；MSS尽可能⼤些，只要在IP层不分⽚即可；最佳的MSS很难选择。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充其他选项•••窗⼝扩⼤选项：占3字节，其中有⼀个字节表示移位值S。新的窗⼝值等于TCP⾸部中的窗⼝位数增⼤到

(16

+

S)，相当于把窗⼝值向左移动S位后获得实际的窗⼝⼤⼩，S

≤

14。时间戳选项：占

10

字节，其中最主要的字段时间戳值字段（4

字节）和时间戳回送回答字段（4

字节）。选择确认选项：告诉发送⽅收到的连续的字节块。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充其他选项：时间戳选项••计算往返时延：发送把发送时间放⼊timestamp，确认报⽂把该时间戳复制到timestamp

echo字段，并在timestamp放⼊确认时间。防⽌序号回绕：232的序号空间对于⾼带宽很容易消耗完。1字节1字节4字节4字节kind=8length=10timestamptimestamp

echo运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充其他选项：时间戳选项TCPOption-Timestamps:TSval830150137,TSecr0Kind:TimeStampOption

(8)Length:

10Timestampvalue:830150137Timestampechoreply:

0运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCPOption-Timestamps:TSval905704537,TSecr830150137Kind:TimeStampOption

(8)Length:

10Timestampvalue:

905704537Timestampechoreply:

830150137Mac-mini:~$ssh-pxxx-luserxx

202.xxx.xxx.xxx其他选项：时间戳选项TCPOption-Timestamps:TSval830150207,TSecr905704537Kind:TimeStampOption

(8)Length:

10Timestampvalue:

830150207Timestampechoreply:

905704537运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充TCP报⽂段⾸部格式（选项）0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针选

项（⻓度可变）填

充TCP⾸部20字节固定部分32位填充字段：这是为了使整个⾸部⻓度是

4

字节的整数倍。接收端如何判断哪些是填充字节？运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充⼩结•固定⾸部⻓度20字节：••••源端⼝、⽬的端⼝；序号、确认号；数据偏移（⾸部⻓度）；SYN、ACK、FIN、URG、PSH、RST；窗⼝、检验和、紧急指针。•选项最⼤40字节：时间戳选项、窗⼝扩⼤、选择确认

。运输层TCP报⽂格式源端⼝⽬的端⼝序号、确认号数据偏移六个控制位窗⼝、检验和紧急指针选项、填充窗⼝、序号、确认、重传TCP

可靠传输的实现•TCP连接的两个端点都有两个窗⼝：••发送窗⼝：准备发送的数据和已发送但未收到确认的数据。接收窗⼝：按序到达但未被应⽤程序接收的数据、不按序到达的数据。•••TCP

两端的四个窗⼝经常处于动态变化之中。TCP

的可靠传输机制⽤字节的序号进⾏控制。TCP

所有的确认都是基于序号⽽不是基于报⽂段的。TCP连接的往返时间

RTT

不是固定不变的，需要使⽤特定的算法估算较为合理的重传时间。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认2647272846454142432930 31 323334353637394048493850 51445253545556已发送并收到确认允许发送的序号不允许发送A的发送窗⼝

=

20B

期望收到的序号后沿前移前移收缩••A

收到了

B

的确认报⽂段：窗⼝值

20

字节，确认号为

31。根据这两个数据，A

就构造出⾃⼰的发送窗⼝。A

可以把落⼊发送窗⼝中的序号字节⼀次连续性全部发送出去：边发送边接收确认。TCP

标准强烈不赞成发送窗⼝前沿向后收缩前沿以字节为单位的滑动窗⼝264727284645414243293940484930 31 32 33 34 35 36 37 3850 51445253545556已发送并收到确认允许发送但未发送不允许发送P1A的发送窗⼝位置不变已发送但未收到确认P2P3可⽤窗⼝31343537已发送确认并交付主机不允许接收未按序收到 允许接收B的接收窗⼝•••P3

–

P1

=

A

的发送窗⼝（⼜称为通知窗⼝）；P2

–

P1

=

已发送但尚未收到确认的字节数；P3

–

P2

=

允许发送但尚未发送的字节数（⼜称为可⽤窗⼝）。B收到31，发送确认33收到确认3326272829303132333738364038394041424344454647484950515253545556A

发送了11字节的数据以字节为单位的滑动窗⼝时间2647272846454142432930313233 3435363739404849503851445253 545556已发送并收到确认不允许发送P1已发送但未收到确认P2P3A

的发送窗⼝已满，有效窗⼝为

0收到确认33••••A

的发送窗⼝内的序号都已⽤完，由于未收到确认，必须停⽌发送。A

的发送窗⼝并不总是和

B

的接收窗⼝⼀样⼤。未按序到达的数据应如何处理：临时存放在接收窗⼝中。接收⽅必须有累积确认的功能，这样可以减⼩传输开销。以字节为单位的滑动窗⼝接收⽅发送确认的时机••接收⽅可以在合适的时候发送确认，也可以在⾃⼰有数据要发送时把确认信息顺便捎带上。注意两点：••第⼀，接收⽅不应过分推迟发送确认，否则会导致发送⽅不必要的重传；第⼆，捎带确认实际上并不经常发⽣，因为⼤多数应⽤程序很少同时在两个⽅向上发送数据。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认发送缓存发送窗⼝最后被确认的字节序号增⼤发送应⽤程序最后被发送的字节发送⽅的应⽤进程把字节流写⼊

TCP

的发送缓存已发送发送窗⼝通常只是发送缓存的⼀部分TCP发送应⽤程序传送给发送⽅

TCP

准备发送的数据；TCP

已发送出但尚未收到确认的数据以及等待进⼊发送窗⼝的数据发送缓存的作⽤已收到接收缓存接收窗⼝下⼀个期望收到的字节（确认号）序号增⼤下⼀个读取的字节接收应⽤程序接收⽅的应⽤进程从

TCP的接收缓存中读取字节流TCP按序到达的、但尚未被接收应⽤程序读取的数据；不按序到达的数据以及未进⼊到接收窗⼝的数据接收缓存的作⽤⼏点注意•••第⼀，A

的发送窗⼝是由

B

的接收窗⼝设置的，但在同⼀时刻，A的发送窗⼝并不总是和

B

的接收窗⼝⼀样⼤；第⼆，TCP

通常对不按序到达的数据是先临时存放在接收窗⼝中，等到字节流中所缺少的字节收到后，再按序交付上层的应⽤进程。第三，TCP要求接收⽅必须有累积确认的功能，这样可以减⼩传输开销：•••接收⽅不应过分推迟发送确认，确认推迟的时间不应超过0.5秒；若收到⼀连串具有最⼤⻓度的报⽂段，则必须每隔⼀个报⽂段就发送⼀个确认；捎带确认实际上并不经常发⽣，因为⼤多数应⽤程序很少同时在两个⽅向上发送数据。•TCP

的通信是全双⼯通信，通信双⽅都有发送窗⼝和接收窗⼝。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认TCP

超时重传时间设置•••超时重传时间设置得太短，引起过多的不必要的重传，⽹络负荷增⼤。超时重传时间设置得过⻓，⽹络的空闲时间增⼤，⽹络传输效率降低。TCP

采⽤了⼀种⾃适应算法：••它记录⼀个报⽂段发出的时间，以及收到相应的确认的时间；这两个时间之差就是报⽂段的往返时间

RTT。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认加权平均往返时间•••TCP

保留了

RTT

的⼀个加权平均往返时间

RTTS（这⼜称为平滑的往返时间）。第⼀次测量到

RTT

样本时，RTTS

值就取为所测量到的

RTT

样本值。以后每测量到⼀个新的

RTT

样本，就按下式重新计算⼀次RTTS：新的

RTTS

=

（1

-

α）×

（旧的RTTS）+

α

×

（新的RTT样本）•••式中，0≤α≤1。若

α

接近于零，表示

RTT

值更新较慢。若选择

α

接近于

1，则表示

RTT

值更新较快。RFC2988推荐的

α

值为

1/8，即

0.125。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认超时重传时间

RTO••RTO

应略⼤于加权平均往返时间

RTTS。RFC

2988

建议使⽤下式计算

RTO：RTO =RTTS+4×

RTTD••RTTD

是

RTT

的偏差的加权平均值；第⼀次测量时，RTTD

值取为测量到的

RTT

样本值的⼀半，在以后的测量中，则使⽤下式计算

RTTD：新的

RTTD

=(1

-

β)×

(旧的RTTD)+

β

×

|

RTTS

-

新的RTT样本

|β

是个⼩于

1

的系数，其推荐值是

1/4，即

0.25。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认••TCP

报⽂段

1

没有收到确认。重传（即报⽂段

1）后，收到了确认报⽂段ACK1。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

1

的确认？发送M1重传M1ACK1ACK1Rt哪个RTT？TTRTTt•••Karn

算法：只要报⽂段重传了，不采⽤其往返时间样本。新的问题：•当时延突然增⼤了很多时，⼀段时间内，TCP可能重传很多报⽂段;根据

Karn

算法，不考虑重传的报⽂段的往返时间样本的话，超时重传时间就⽆法更新。往返时间

(RTT)

的测量相当复杂报⽂段每重传⼀次，就把

RTO

增⼤⼀些：•••系数

γ

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

和超时重传时间

RTO

的数值。实践证明，这种策略较为合理。新的

RTO

= γ×

（旧的RTO）修正的

Karn

算法运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认选择确认•问题：•若收到的报⽂段⽆差错，只是未按序号，中间还缺少⼀些序号的数据，那么能否设法只传送缺少的数据⽽不重传已经正确到达接收⽅的数据？答案：选择确认

SACK (Selective

ACK)

就是⼀种可⾏的处理⽅法。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认1501 … 30003501 … 4500确认号

=

1000L1=

1501R1=

3001L2=

3501R2=

4501连续的字节流0 … 999第1个字节块第2个字节块••接收⽅收到了和前⾯的字节流不连续的两个字节块。如果这些字节的序号都在接收窗⼝之内，那么接收⽅就先收下这些数据，但要把这些信息准确地告诉发送⽅，使发送⽅不要再重复发送这些已收到的数据。接收到的字节流序号不连续的问题选择确认运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认0 816 24

31源端

⼝⽬的端

⼝序

号确认

号数据偏移保留URGACKPSHRSTSYNFIN窗

⼝检验

和紧急指

针允许SACK填

充TCP⾸部20字节固定部分32位••双⽅建⽴

TCP

连接时，在

TCP

⾸部的选项中加上“允许

SACK”的选项。⾸部选项的⻓度最⼤有

40

字节，指明⼀个字节块⽤掉

8

字节，因此在选项中最多只能指明

4

个字节块的边界信息（另⼀个字节⽤于指明是什么选项）。⼩结•可靠传输的实现：•••滑动窗⼝机制；发送窗⼝、接收窗⼝；确认、序号、重传。••发送缓存、接收缓存：超时重传时间选择：•RTO =RTTS+4×

RTTDKarn

算法。•新的

RTO =γ×（旧的RTO

）选择确认。运输层可靠传输的实现加权平均往返时间发送确认的时机超时重传时间选择确认TCP

的流量控制••利⽤滑动窗⼝实现流量控制：接收⽅的接收能⼒来限制发送⽅的发送能⼒。TCP

的传输效率。运输层TCP流量控制死锁问题TCP传输效率糊涂窗⼝综合症送速率不要也不要使⽹络发⽣拥塞。利⽤滑动窗seq=

1,DATAseq=

101,DATAseq=

201,DATAACK=1,ack=201,rwnd=300seq=

301,DATAseq=

401,DATAseq=

201,DATAACK=1,ack=501,rwnd=100ABA发送序号1~100，还可发送300字节A发送序号101~200，还可发送200字节允许A发送序号201~500，共300字节A发送序号301~400，还可发送100字节A发送序号401~500，停⽌发送A超时重传，不能发送新数据允许A发送序号501~600，共100字节让发送⽅的发

seq

=

501,DATA太快，既要让接收⽅A来发送得序及号接501收~6，00，停⽌发送ACK=1,ack=601,rwnd=0⼝机制在

TCP

连不接允许上A实发送现数流据量控制。

ACK：确认标志ack：确认号seq：序号每个TCP报⽂携带100字节数据丢失！流量控制（A发B收，B的接收窗⼝为400字节）流量控制（A发B收，B的接收窗⼝为400字节）A发送序号1~100，还可发送300字节A发送序号101~200，还可发送200字节允许A发送序号201~500，共300字节A发送序号301~400，还可发送100字节A发送序号401~500，停⽌发送A超时重传，不能发送新数据允许A发送序号501~600，共100字节A发送序号501~600，停⽌发送不允许A发送数据

ACK：确认标志ack：确认号seq：序号每个TCP报⽂携带100字节数据seq=

1,DATAseq=

101,DATAseq=

201,DATAACK=1,ack=201,rwnd=300seq=

301,DATAseq=

401,DATAseq=

201,DATAACK=1,ack=501,rwnd=100seq=

501,DATAACK=1,ack=601,rwnd=0AB丢失！丢失！ACK=1,ack=201,rwnd=300seq=

301,DATAseq=

401,D