TCP协议2
第八章TCPIP协议2
NetWork
SLIP协议
IP分组
C0 db
c0 END
db ESC
dc
db ESC
dd
c0 END
提供在串行通信线路上封装IP分组的简单协议
如何实现数据的透明传输？
NetWork
SLIP协议
一种简单的组帧方式： （1）通信双方必须事先知道对方的IP地址， SLIP不支持在连接建立的过程中动态地分配IP 地址 （2）SLIP帧中没有协议类型域，只支持IP协 议 （3）SLIP帧中没有校验字段，在数据连路层 上无法检测出传输错误
0.0.0.13
保留的地址有 网络号全‘1‘，全‘0‘; 主机号全‘1‘，全’0‗
NetWork
特殊的IP地址
组播地址(multicast)
D类IP地址就是，即在224.0.0.0 – 239.255.255.255范围内的每个 IP地址，实际上代表一组特定的主机
组播地址和广播地址区别
广播地址是按主机的物理位置来划分各组的(属于同一个子网)，而 组播地址指定一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个Internet 网。 组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用 实际上，一个组播IP地址唯一地标志一个逻辑组。每个要求 参与组播接收的主机使用IGMP协议，主动登记到希望加人 的组中去。
2。有限广播地址：32位全“1‖的IP地址 局限在本网络或本子网范围内，当主机不 知道本机 所在的网络时可采用
32个比特全为1的IP地址 (即255.255.255.255)被称 为有限广播地址
NetWork
特殊用途IP地址
回送测试 形为 127.x.x.x 的地址称为回送地址.用于网络软件测试以及本地机进程间 通讯. 本网的某台主机 网络号部分全“0‖
TCP协议的数据压缩与解压缩技术简介(二)
TCP协议的数据压缩与解压缩技术简介TCP协议作为互联网中最基础的传输协议之一，一直以来都在不断地发展和改进。
其中一个重要的领域就是数据压缩与解压缩技术，它可以在数据传输过程中减少网络带宽的占用率，提高数据传输的效率。
本文将对TCP协议的数据压缩与解压缩技术进行简要介绍和讨论。
一、数据压缩技术的基本原理数据压缩技术是通过对数据进行编码和重组，减少数据的冗余和重复信息，从而达到减少数据量的目的。
在TCP协议中，常用的数据压缩技术有Huffman编码、Lempel-Ziv-Welch编码等。
这些编码方式根据不同的算法，将重复出现的数据转化成短的编码，从而达到减少数据量的效果。
二、TCP协议中的数据压缩技术在TCP协议中，数据压缩技术主要体现在压缩选项的使用上。
压缩选项可以在TCP报文头部中添加一个额外的字段，用来标识是否需要对数据进行压缩。
当一个TCP连接的通信双方都支持压缩选项时，数据传输的过程中可通过压缩选项对数据进行压缩和解压缩。
三、TCP协议的数据压缩算法在TCP协议中，常用的数据压缩算法有以下几种：1. 基于字典的数据压缩算法基于字典的数据压缩算法将数据流切割成连续的字典片段，然后根据字典中的映射关系进行压缩。
这种算法的优点在于可以根据数据流的特点进行动态调整，适应不同类型的数据。
2. 基于熵编码的数据压缩算法基于熵编码的数据压缩算法通过对数据流进行先验概率分析，将概率较高的数据压缩成较短的编码，从而减少数据的长度。
其中，Huffman编码和Lempel-Ziv-Welch编码是两种常见的基于熵编码的算法。
3. 基于差异的数据压缩算法基于差异的数据压缩算法通过对数据流中的变化部分进行压缩，忽略重复和冗余的数据。
这样可以减少传输的数据量，提高传输效率。
四、数据解压缩技术的应用在TCP协议中，为了实现数据的解压缩，需要双方都支持压缩选项。
一方发送压缩数据后，另一方收到后会根据相同的解压缩算法进行解压，还原原始的数据。
TCP协议中的HTTP2与QUIC：升级互联网传输标准(六)
TCP协议中的HTTP2与QUIC：升级互联网传输标准在互联网的发展历程中，传输控制协议（TCP）一直扮演着重要的角色。
然而，随着网络应用的不断演进和用户对于更快速、更可靠的网络连接需求的增加，传统的TCP协议逐渐显露出一些限制和不足之处。
为了满足日益增长的网络传输需求，HTTP2和QUIC这两个协议应运而生，成为了TCP协议的升级版本。
本文将探讨HTTP2和QUIC的特点及其在升级互联网传输标准中的作用。
一、HTTP2：提供更快速的网页加载速度HTTP2作为TCP协议的更新版本，旨在提供更快速的网页加载速度。
相比于HTTP1，HTTP2引入了多路复用、二进制传输和头部压缩等新特性，极大地提升了传输效率。
多路复用允许多个请求同时通过单个连接发送和接收，避免了以往HTTP1中的队头阻塞问题，提高了并发性能。
而采用二进制传输的方式，使得协议的解析更高效，减少了不必要的数据传输。
头部压缩可以减小传输的大小，进一步提升加载速度。
除此之外，HTTP2还支持服务器主动推送。
服务器可以在客户端请求某个资源的同时，将其他相关的资源主动推送给客户端，从而减少网络延迟，提高性能。
这一特性在网页加载过程中，尤其是处理复杂的前端框架时，能够显著减少页面等待时间，提供更好的用户体验。
二、QUIC：优化网络连接的可靠性和安全性QUIC（Quick UDP Internet Connections）是基于用户数据报协议（UDP）的一种新型传输协议，目的是优化网络连接的可靠性和安全性。
相较于TCP协议，QUIC在连接建立方面更具优势。
QUIC利用了UDP的特性，建立起久已为人所熟悉的TLS（Transport Layer Security）连接，可以更快速地建立起安全通道。
由于QUIC与TLS的结合，可以实现更高级别的安全传输。
在可靠性方面，QUIC实现了强大的流控制和拥塞控制机制，保证了数据的可靠传输。
QUIC通过基于每个数据包的确认和重传机制，避免了以往TCP中的排队产生的延迟，从而提升了传输速度。
TCP协议中的滑动窗口大小选择与调整准则(二)
TCP协议中的滑动窗口大小选择与调整准则一、引言TCP协议是互联网中最常用的传输层协议之一，它负责在网络中可靠地传递数据。
而滑动窗口是TCP实现可靠性传输的重要机制之一。
本文将探讨TCP协议中滑动窗口大小的选择与调整准则。
二、滑动窗口基本概念滑动窗口是TCP协议中用于调节发送方和接收方之间数据传输速率的一种机制。
发送方将一定数量的数据分成多个小块，并按照顺序发送给接收方。
接收方用滑动窗口来控制需要接收的数据量，以适应自身的处理能力。
三、滑动窗口大小选择准则1. 带宽和延迟：滑动窗口大小应根据网络带宽和延迟进行选择。
较高的带宽和较小的延迟允许选择较大的窗口大小，以提高数据传输效率；而较低的带宽和较大的延迟则需要选择较小的窗口大小，以避免过多的数据堆积和丢失。
2. 拥塞控制：滑动窗口的调整应考虑网络拥塞的情况。
当网络出现拥塞时，发送方应减小窗口大小以降低数据发送速率，以避免进一步加剧拥塞。
而当网络负载较轻时，发送方可以增大窗口大小以提高数据传输速率。
3. 接收方处理能力：滑动窗口的大小应根据接收方的处理能力选择。
如果接收方处理能力较弱，较大的窗口大小可能导致数据丢失或堆积；而如果接收方处理能力较强，较小的窗口大小可能导致数据传输速率降低。
因此，需要根据具体情况选择合适的窗口大小。
四、滑动窗口大小调整准则1. 慢启动：TCP协议初始设置较小的滑动窗口大小，并随着传输的成功确认逐渐增大窗口大小，以实现拥塞控制和避免网络拥塞。
这个过程称为慢启动。
2. 拥塞避免：一旦滑动窗口大小达到一定的阈值，TCP协议将进入拥塞避免阶段。
在拥塞避免阶段，滑动窗口以一定的速率增长，但不同于慢启动阶段，增长速率更缓慢，以避免引发网络拥塞。
3. 快重传与快恢复：当接收方收到失序的数据时，它将发送冗余的确认信息给发送方，以触发快重传和快恢复机制。
在此过程中，发送方将减小滑动窗口大小，以便重新发送丢失的数据，并恢复正常的发送速率。
TCP协议中的最大窗口值与自适应窗口调整(二)
TCP协议中的最大窗口值与自适应窗口调整TCP协议作为互联网中最常用的传输层协议之一，扮演着数据传输的重要角色。
在TCP连接中，最大窗口值和自适应窗口调整是两个关键的概念，在保证传输效率和可靠性的同时，它们对网络性能的影响不可小觑。
1. 最大窗口值的概念和意义最大窗口值是TCP协议中的一个参数，它限制了发送方在一个TCP连接中可以发送的数据量的最大值。
发送方和接收方通过窗口大小来进行流量控制，以确保接收方能够处理来自发送方的数据。
最大窗口值的大小取决于网络的性能和拓扑条件，以及发送方和接收方的处理能力。
发送方的窗口大小决定了发送方能够连续发送的数据量，而接收方的窗口大小则决定了接收方能够接收的数据量。
较小的最大窗口值可能会导致传输速度的下降，因为发送方在等待接收方确认之前不能发送更多的数据。
而较大的最大窗口值则可能导致网络拥塞和数据丢失的风险增加。
因此，在设置最大窗口值时，需要权衡各种因素以达到最佳的传输效果。
2. 自适应窗口调整的原理与效果自适应窗口调整是TCP协议中一种用于改善传输性能的机制。
它根据网络状况动态地调整窗口大小，以适应当前的网络延迟和容量。
在传输过程中，发送方会根据网络的拥塞程度和接收方的处理能力动态地调整窗口大小。
如果网络延迟较低并且没有拥塞，发送方会逐渐增加窗口大小以提高传输速度。
而当网络拥塞或延迟增加时，发送方会减小窗口大小以避免数据丢失和拥塞加剧。
自适应窗口调整可以有效地避免网络拥塞和数据丢失，提高了TCP连接的传输效率和可靠性。
3. 窗口调整算法与拥塞控制算法窗口调整算法和拥塞控制算法是实现自适应窗口调整的核心。
常用的窗口调整算法包括慢启动和拥塞避免算法，而拥塞控制算法则有拥塞避免和拥塞发生时的处理算法。
慢启动算法通过逐渐增加窗口大小来提高传输速度，它利用了网络一开始的空闲带宽，以快速适应网络的容量。
而拥塞避免算法则根据网络拥塞的程度调整窗口大小，以避免拥塞的发生。
当网络发生拥塞时，TCP协议会根据拥塞的情况来采取相应的处理措施。
TCP协议的数据加密与传输安全保护方法介绍(二)
TCP协议的数据加密与传输安全保护方法介绍在当今信息技术高速发展的时代，互联网已经深刻改变了人们的生活和工作方式。
而作为互联网的核心传输协议之一的TCP协议，对于数据的加密和传输安全保护显得尤为重要。
在本文中，将介绍TCP 协议在数据加密和传输安全方面的几种常用方法。
一、数据加密方法1.对称加密对称加密是一种常用的加密方法，其核心思想是发送方和接收方使用同一个密钥对数据进行加密和解密。
在TCP协议的数据传输中，使用对称加密可以保证数据的机密性和完整性。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
这些算法在数据加密过程中，通过对数据进行分组和填充，并采用密钥进行加密操作，确保数据的安全性。
2.非对称加密非对称加密是一种使用两个密钥（公钥和私钥）来对数据进行加密和解密的方法。
发送方使用接收方的公钥进行加密，而接收方则使用自己的私钥进行解密。
这种加密方式可以保证数据的机密性和可靠性，同时具备较高的安全性。
常见的非对称加密算法有RSA、Diffie-Hellman等。
这些算法通过数学运算实现了数据的安全传输。
二、传输安全保护方法1.数字签名数字签名是一种利用非对称加密算法对数据进行签名和验证的方法。
发送方在发送数据之前，使用自己的私钥对数据进行签名，接收方则使用发送方的公钥验证签名的有效性。
通过数字签名可以验证数据的完整性和身份的真实性，防止数据在传输过程中被篡改和伪造。
/TLS协议SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security）协议是保证网络通信安全的重要协议。
它们通过在TCP协议之上建立一个安全通道，实现对数据的加密和身份认证。
SSL/TLS协议使用非对称加密算法和对称加密算法结合的方式，有效保障了数据在传输过程中的安全性。
3.防火墙防火墙是一种用来保护网络安全的设备。
通过设置规则和策略，防火墙可以对传入和传出的数据进行过滤和检查，防止未经授权的访问和恶意攻击。
tcp通讯协议书
tcp通讯协议书甲方（发送方）：_____________________乙方（接收方）：_____________________鉴于甲方需要通过TCP/IP网络与乙方进行数据通讯，为了确保双方在数据传输过程中的稳定性、安全性和有效性，甲乙双方本着平等互利的原则，经友好协商，达成如下TCP通讯协议：1. 定义1.1 TCP（Transmission Control Protocol）：传输控制协议，一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
1.2 IP（Internet Protocol）：互联网协议，用于计算机网络中进行数据传输的协议。
2. 通讯协议2.1 甲方应确保其发送的数据符合TCP协议标准，乙方应确保其接收系统能够正确解析TCP协议数据。
2.2 双方应使用标准的端口号进行通讯，除非双方另有约定。
3. 数据格式3.1 甲方发送的数据应遵循双方约定的数据格式和编码标准。
3.2 乙方应确保其系统能够正确处理甲方发送的数据格式。
4. 安全性4.1 双方应采取必要的安全措施，保护通讯过程中的数据不被未授权访问、篡改或丢失。
4.2 甲方应确保其发送的数据不包含任何恶意代码或病毒。
5. 通讯测试5.1 在正式通讯前，双方应进行必要的测试，以确保通讯的稳定性和可靠性。
5.2 测试期间发现的问题，双方应及时沟通并解决。
6. 故障处理6.1 任何一方在通讯过程中遇到技术问题，应及时通知对方，并尽力在最短时间内解决。
6.2 双方应建立故障响应机制，确保通讯的连续性和数据的完整性。
7. 协议变更7.1 如需对本协议内容进行变更，双方应提前书面通知对方，并协商一致后执行。
8. 法律适用与争议解决8.1 本协议的订立、执行和解释及争议的解决均适用中华人民共和国法律。
8.2 双方因履行本协议所发生的一切争议，应通过友好协商解决；协商不成时，任何一方均可向甲方所在地人民法院提起诉讼。
9. 生效与终止9.1 本协议自双方授权代表签字盖章之日起生效。
计算机网络协议二从二层到三层
计算机网络协议二从二层到三层计算机网络协议二：从二层到三层计算机网络协议是计算机网络中实现通信和数据传输的规则和标准。
它们分为不同的层次，每个层次负责不同的功能。
在网络协议的体系结构中，二层和三层协议在网络通信中扮演了重要的角色。
本文将介绍从二层到三层协议的转变，并探讨其在网络通信中的作用和重要性。
一、二层协议二层协议，也称为数据链路层协议，主要用于在物理链路上进行数据传输和通信。
它负责将原始数据转换为数据帧，并通过物理介质进行传输。
常见的二层协议有以太网协议、无线局域网协议等。
以太网协议是一种广泛应用的二层协议，它定义了数据帧的结构以及数据的传输方式。
以太网协议使用物理地址（MAC地址）来标识网络中的设备，并通过冲突检测机制来确保数据的可靠传输。
它适用于局域网环境，速度高、传输可靠。
二层协议通过物理地址进行通信，只负责相邻节点之间的数据传输，无法进行跨网络的通信。
由于局限性，二层协议在大型网络中的应用有所限制。
二、三层协议三层协议，也称为网络层协议，负责在不同网络之间进行数据传输和通信。
它实现了逻辑上的地址转发和路由选择，将数据包从源节点传输到目标节点。
常见的三层协议有IP协议、ICMP协议等。
IP协议是互联网上最为重要的三层协议，定义了数据包的格式和传输规则。
IP协议使用IP地址来标识网络中的设备，并根据路由表进行路径选择。
它支持跨网络的通信，可以在不同的网络中进行数据传输。
除了IP协议，还有其他的三层协议用于网络通信。
ICMP协议用于在IP网络上进行错误报告和网络状态探测，ARP协议用于将IP地址转换为物理地址。
三层协议通过IP地址进行通信，能够实现跨网络的通信和数据传输。
它提供了灵活性和可扩展性，适用于大型网络的构建和管理。
三、从二层到三层的转变从二层到三层的转变是计算机网络发展的一个重要阶段。
随着网络规模的不断扩大，二层协议的局限性逐渐显现。
在大型网络中，二层广播会导致网络拥塞和性能下降，同时也带来了安全性和管理上的挑战。
TCP协议的乱序与重复数据处理策略(二)
TCP协议的乱序与重复数据处理策略一、TCP协议简介TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议，它在互联网中扮演着至关重要的角色。
TCP协议通过将数据划分为多个数据包，并通过序列号和确认号来保证数据的可靠传输。
二、TCP协议乱序数据的产生原因TCP协议的乱序数据指的是接收方在接收数据包时，收到的包的顺序与发送方发送的顺序不一致。
这可能是由于网络拥塞、路由器的选择、网络延迟等原因引起的。
三、TCP协议乱序数据处理策略为了解决乱序数据带来的问题，TCP协议采用了以下两种策略：累计确认和乱序缓存。
1. 累计确认TCP协议使用累计确认的方式来处理乱序数据。
当接收方收到一个乱序的数据包时，它会向发送方发送一个确认包，确认它已收到了该数据包以及之前的所有数据包。
这样发送方就知道哪些数据包已经成功送达，可以根据确认号进行相应的处理。
累计确认的优势在于它简化了协议的实现，并且减少了网络流量。
2. 乱序缓存TCP协议使用乱序缓存的方式来处理乱序数据。
当接收方收到一个乱序的数据包时，它会将该数据包缓存起来，等待后续的数据包到达。
一旦后续的数据包到达，接收方就会按照正确的顺序将数据包交给应用程序处理。
乱序缓存的优势在于它可以最大程度地保证数据的有序性，并且减少了丢包的风险。
然而，乱序缓存可能会造成一定的延迟，并且需要占用更多的内存空间。
四、TCP协议重复数据的处理策略TCP协议处理重复数据的策略主要依赖于序列号和确认号的使用。
1. 序列号TCP协议通过在数据包中添加序列号来标识每个数据包的唯一性。
当接收方收到一个重复的数据包时，它会检查数据包中的序列号与之前接收到的数据包的序列号是否相同。
如果相同，则认为该数据包是重复的，直接丢弃。
2. 确认号TCP协议使用确认号来告知发送方哪些数据包已经成功接收到。
当接收方收到一个重复的数据包时，它会发送一个确认包给发送方，确认包中的确认号表示该数据包已经成功接收。
这样发送方就可以根据确认号判断是否重发该数据包。
素材2tcp／ip协议简介
TCP/IP简介TCP/IP协议是互联网协议的一种。
互联网协议（Internet Protocol Suite）是一个网络通信模型，它是互联网的基础通信架构，也常被通称为TCP/IP协议族，因为该协议家族的两个核心协议就是TCP（传输控制协议，它管理被传送内容的完整性）和IP（网际协议，它负责将消息从一个地方传送到另一个地方）。
TCP/IP提供点对点的链接机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化。
它将软件通信过程抽象化为四个抽象层，采取协议堆栈的方式，分别实现出不同通信协议。
协议族下的各种协议，依其功能不同，被分别归属到这四个层次结构之中，常被视为是简化的七层OSI模型。
1、OSI参考模型OSI参考模型是ISO的建议，它是为了使各层上的协议国际标准化而发展起来的。
OSI 参考模型全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）。
这一参考模型共分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，如下表所示。
表1 OSI参考模型物理层（Physical Layer）主要是处理机械的、电气的和过程的接口，以及物理层下的物理传输介质等。
数据链路层（Data Link Layer）的任务是加强物理层的功能，使其对网络层显示为一条无错的线路。
网络层（Network Layer）确定分组从源端到目的端的路由选择。
路由可以选用网络中固定的静态路由表，也可以在每一次会话时决定，还可以根据当前的网络负载状况，灵活地为每一个分组分别决定。
传输层（Transport Layer）从会话层接收数据，并传输给网络层，同时确保到达目的端的各段信息正确无误，而且使会话层不受硬件变化的影响。
通常，会话层每请求建立一个传输连接，传输层就会为其创建一个独立的网络连接。
但如果传输连接需要一个较高的吞吐量，传输层也可以为其创建多个网络连接，让数据在这些网络连接上分流，以提高吞吐量。
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假定一个分组被发送，当超时发 生时，RTO进行指数退避，分组 以更长的RTO进行重传，然后收 到一个确认。那么这个A C K是针 对第一个分组的还是针对第二个 分组呢？这就是所谓的重传多义 性问题。
T1
data-1 data-1
① 超时重传 T2
data-1
ack-1
data-1
② T3
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。
慢启动门限的初始值设置为 16 个报文段， 即 ssthresh = 16。
RTT1 T1 T2 T3 RTT2 T4 T5 T6 T7 RTT3 T8 T9 T10
data-1 ack-1
RTT1=T2-T1
data-2 data-3 ack-2
RTT2=T5-T3
data-4 ack-3
data-5
data-6 ack-4
RTT3=T10-T6
20/62
如何计算RTO？
发送窗口大小动态可变
接收方通告当前可用接收缓冲区大小 ACK报文首部 发送方用该通告值调整发送窗口大小 的窗口字段值 优点：更加有效的传输，同时还可控制数据流量
极端情况：接收方通告的可用缓冲区＝0
发送方停止发送 重新开始发送的条件 收到窗口值不为0的通告 试探性发送 —— 预防通告丢失造成的死锁
SEQ = 401 SEQ = 201
ACK = 501, WIN = 200 SEQ = 501
ACK = 601, WIN = 0
11/62 不允许 A 再发送（到序号 600 的数据都已收到）
几个问题
1 TCP接受方如何精确知道所接受的TCP段的载荷 长度? TCP段的载荷长度=IP分组的载荷长度-TCP首长度 TCP段的确认号的实质意义是什么? 若确认号=N, 则接收方A是在向原数据发送方B报 告: A期待B下次从第N号字节开始传输数据(记住:TCP 把每个字节都编号了!)
TCP保留了RTT的一个加权平均往返时间 RTTs，第一次测量的RTT样本值作为RTTs的 初始值，以后每测到一个RTT样本，就按下式 重新计算一次RTTs：
推荐的 值为 1/8，即 0.125
21/62
如何计算RTO？
超时重传时间RTO略大于RTTs，使用下式计 算：
RTTD？----RTT 的偏差的加权平均值
8/62
发送窗口 收到确认即可前移
1 100 101 200 201 300 301 400 401 500 501 600 601 700 701 800 801 900
可发送
不可发送 发送窗口前移
指针
1 100 101 200 201 300 301
400 401
500 501
600 601
700 701
13/62
TCP的接收缓冲区
接收缓冲区
对接收的报文段进行字节流排序 上层可以一次1字节或多字节提取字节流 下层（IP层）一个、一个报文段提交给TCP
接收缓冲区
已提交 已排序 零散段 未提交 部分排序，中间有空缺
可用缓冲区
思考：为什么TCP的接收缓冲区中会有空缺部分？
14/62
TCP的动态可变窗口
ack-1
ack-1
Karn算法：
当一个超时和重传发生时，在重传数据的确认最后到达之前，不能更新 RTT估计器，因为我们并不知道 ACK对应哪次传输（也许第一次传输被 延迟而并没有被丢弃，也有可能第一次传输的ACK被延迟）。
19/62
RTT的测量
任何时候对每个 连接仅测量一次 RTT值。在发送 一个报文段时， 如果给定连接的 定时器已经被使 用，则该报文段 不被计时。
TCP协议
王霞 信息科学与工程学院 公共邮箱：uzzcomnet@ 密码：uzzcomnet2012
本节课内容（5.6-5.9）
1
TCP如何实现可靠性传输？ TCP的流量控制 TCP的拥塞控制 TCP的运输连接管理
2
3
4 4
2/62
5.6 TCP 可靠传输的实现
如何实现可靠性传输？
网络辅助的拥塞控制:
路由器向端系统提供反馈 一个比特位的说明 (SNA, DECNet, TCP/IP ECN, ATM)
显式告知发送方所应采 用的数据速率
26/62
TCP 拥塞控制
端到端的控制 (无需网络协助) 传输速率限制由建立在数据段之上的拥塞窗口尺寸Congwin 决定:
Congwin
29/62
慢启动和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长
24 20 16 12 8 4 0 0 2 慢启动 4 6 8 10 进入拥塞避免 ssthresh = 16
发生超时 进入拥塞避免 更新后的 ssthresh = 12
指数规律增长 传输次数 12 14 16 慢启动 18 20 22 拥塞避免 拥塞避免
2
12/62
需要强调三点
A 的发送窗口并不总是和 B 的接收窗口一样大 （因为有一定的时间滞后）。 TCP 标准没有规定对不按序到达的数据应如何处 理。通常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。 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。
w=数据段数量, 每个具有 MSS字节,在一个 RTT周 期内发送:
吞吐量 = w * MSS Bytes/sec RTT
27/62
拥塞控制算法
慢启动 拥塞避免 快重传 快恢复
28/62
慢启动和拥塞避免
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 (receiver window) 又称为通知 窗口(advertised window)。 拥塞窗口 cwnd (congestion window)。
是个小于 1 的系数，其推荐值是 1/4，即 0.25
22/62
5.6.3 选择确认 SACK
(Selective ACK)
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。
滑动中调整
15/62
TCP滑窗讨论：超时重传
发送端重传等待确认的数据 依据当前发送窗口，重新切割和重传报文段
传输往返时延可变，需动态改变超时时限 动态可变窗口对重传的影响：重传报文与原报文不一致 窗口值缩小，报文长度会减小，反之，会增大 接收复原 离散复原（流序号起重要作用）
16/62
ack
data
超时重传 重置定时器
data
T C P通过在发 送时设置一个定 时器来解决这种 问题，如果当定 时器溢出时还没 有收到确认，它 就重传该数据
17/62
RTT与RTO
RTT：round trip time 往返时间：指发送端从发送TCP包 开始到接收到它的立即响应所耗 费的传输时间
T1 T2 T3
24/62
本节课内容（5.6-5.9）
1
TCP如何实现可靠性传输？ TCP的流量控制 TCP的拥塞控制 TCP的运输连接管理
2
3
4 4
25/62
拥塞问题的解决方案
两大类拥塞控制的办法:
端对端的拥塞控制:
没有来自网络的反馈信息 对拥塞问题的了解来自于对 数据丢失和延迟的推断 有 TCP来解决
data-1 data-2
ack-1
RTT=T3-T1
RTO：retransmission time out
超时重传时间：指发送端发送数据 后、重传数据前等待接受方收到该 数据报文的ACK的时间
T1
data-1
未收到ack， 重传data报文 T2
data-1
RTO=T2-T1
18/62
重传多义性问题与karn算法
TCP的流控
收发速率匹配，防止接收方被数据流淹没 方法：收发速率匹配 —— 滑动窗口协议 TCP的拥塞表现为时延增加 超时重传机制会进一步加重网络拥塞 方法：减少报文段的发送量 —— 基于滑窗协议
TCP的拥塞控制
拥塞避免
3/62
本节课内容（5.6-5.9）
1
TCP如何实现可靠性传输？ TCP的流量控制 TCP的拥塞控制 TCP的运输连接管理
23/62
接收到的字节流序号不连续
连续的字节流 1
…
1000
…
第一个字节块
1501 L1 = 1501
…
3000
…
第二个字节块 3501
பைடு நூலகம்
…
4500 R1 = 4501
确认号 = 1001
R1 = 3001 L2 = 3501
• 和前后字节不连续的每一个字节块都有两个边界： 左边界和右边界。图中用四个指针标记这些边界。 • 第一个字节块的左边界 L1 = 1501，但右边界 R1 = 3001。 • 左边界指出字节块的第一个字节的序号，但右边界减 1 才是 字节块中的最后一个序号。 • 第二个字节块的左边界 L2 = 3501，而右边界 R2 = 4501。
超时重传？