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1 第 6 章 传输层 传输服务 传输协议的要素 Internet 的传输协议 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 1 / 110
2 传输服务 传输层的功能及在协议层中的作用 传输层提供的服务 传输服务原语 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 2 / 110
3 传输层在 OSI 模型中的位置 传输的使用者 传输的提供者 应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层 资源子网 通信子网 介于通信子网和资源子网之间, 对高层用户屏蔽了通信的细节 弥补了通信子网所提供服务的差异和不足, 提供端到端之间的无差错保证 传输层工作的繁简取决于通信子网提供服务的类型 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 3 / 110
4 传输层与上下层之间的关系 主机 1 主机 2 应用 ( 或会话层 ) 应用 ( 或会话层 ) 传输地址 应用 / 传输接口 传输实体 网络地址网络层 TPDU 传输协议传输 / 网络接口 传输实体 网络层 Tnbm P482 Fig. 6-1 网络层 传输层和应用层 传输层使高层用户看见的好象就在两个传输层实体之间有一条端到端的 可靠的 全双工的通信通道 ( 即数字管道 ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 4 / 110
5 传输服务 传输层的功能及在协议层中的作用 传输层提供的服务 传输服务原语 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 5 / 110
6 传输层提供的服务 面向连接的服务 : 通信可靠, 对数据有校验和重发 如 TCP/IP 模型中应用层协议 FTP Telnet 等 面向非连接的服务 : 对数据无校验和重发, 通信速率高 如 TCP/IP 模型中应用层协议 SNMP DNS 等 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 6 / 110
7 传输服务 传输层的功能及在协议层中的作用 传输层提供的服务 传输服务原语 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 7 / 110
8 传输服务原语是应用程序和传输 服务之间的接口 一个典型的面向连接的服务原语 原语 TPDU 发送的含义 LISTEN ( 无 ) 阻塞, 直到某个过程试图连接 CONNECT CONNECTION REQ 建立一个连接的活动尝试 SEND DATA 发送信息 RECEIVE ( 无 ) 阻塞, 直到一个 DATA TPDU 到达 DISCONNECT DISCONNECTION REQ 该方希望释放连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 8 / 110
9 TPDU 的发送过程 Frame header Packet header TPDU header TPDU 有效载荷 分组有效载荷帧有效载荷 Tnbm P485 Fig. 6-3 TPDU 分组和帧的嵌套 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 9 / 110
10 伯克利套接字 Computer Networks v4 cs.sjtu (Berkeley Sockets) 原 语 含 义 SOCKET 创建一个新的通信端点 BIND 将本地地址关联到套接字上 LISTEN 宣布愿意接受连接, 给出队列大小 ACCEPT 阻塞呼叫者, 直到连接尝试到达 CONNECT 主动建立连接的尝试 SEND 在指定连接上发送数据 RECEIVE 从指定连接中接收数据 CLOSE 释放指定的连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 10 / 110
11 典型的套接字应用过程 套接字的使用与文件的使用类似 客户端取主机 IP 地址将协议名转换成内部的二进制表示创建一个套接字将该套接字与服务器相连接收关闭 服务器端将协议名转换成内部的二进制表示创建一个套接字将该套接字与本地协议端口相连置等待消息方式接收下一连接请求发送关闭 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 11 / 110
12 第 6 章 传输层 传输服务 传输协议的要素 Internet 的传输协议 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 12 / 110
13 传输协议的要素 传输层与数据链路层的比较 Computer Networks v4 cs.sjtu 相同点 : 可靠的数据传输不同点 : 数据链路层通过物理信道直接通信, 而在传输层, 其面对的传输信道是整个子网 数据链路层的连接建立很简单, 而传输层要复杂得多 数据链路层的通信是点对点的, 每条输出线对应了唯一的一个设备, 而传输层则面对的是一个网络, 必需给出目的地址 在数据链路层无任何中间存储环节, 而在传输层, 每一途经的路由器都必须存储 寻径 转发, 而寻径到转发的时间随路由器本身的性能和路由算法而定, 甚至可能因拥塞而丢弃, 所以其传输延时不可估计 数据链路层通常使用一对发送缓冲区和接收缓冲区, 而在传输层, 对每个连接都必须分配一定的缓冲区, 其缓冲区的管理将复杂得多 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 13 / 110
14 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 14 / 110
15 传输服务访问点 TSAP (Transport Service Access Point) 两个程序要建立连接时, 必须指明对方是哪一 个应用程序, 这个标记称为传输层地址, 也称为传输服务访问点 (TSAP) 在 TCP 协议中传输层地址即 TCP 的端口号 网络层地址称为网络服务访问点 NSAP(Network Service Access Point),NSAP 在 IP 协议中即 IP 地址 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 15 / 110
16 连接方案举例 访问一个时间服务器 应用进程 TSAP 1208 应用层 2 1 服务器 1 服务器 2 传输连接 传输层 TSAP 1522 TSAP 1836 NSAP 网络层 NSAP 数据链路层 物理层 主机 主机 2 Tnbm P494 Fig. 6-8 TSAP NSAP 和传输连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 16 / 110
17 访问一个时间服务器的说明 1. 主机 2 上的时间服务进程将自己连到 1522 号 TSAP 上, 等待即将到来的请求, 例如, 可以用 LISTEN 调用 2. 主机 1 上的一个应用进程想找出当天的时间, 便发出一 个 CONNECT 请求, 将 1208 号 TSAP 设定为源地址, 将 1522 号 TSAP 设定为目的地址 3. 主机 1 上的应用进程发送一个时间请求 4. 主机 2 上的服务器进程以当前的时间作为应答 5. 传输连接释放 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 17 / 110
18 如何知道对方的 TSAP well-known TSAP 每个服务都有自己固定的 TSAP, 所有网络用户都知道 采用名字服务器 (name server) 或目录服务器 (directory server) 用户与名字服务器建立连接, 向服务器发送一个报文, 指明服务的名称, 服务器将该服务对应的 TSAP 返回给用户, 类似于 114 查号 服务器方将分配的 TSAP 通知主机 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 18 / 110
19 服务器方将分配的 TSAP 通知主机 初始连接协议 (initial connection protocol) 主机 1 主机 2 主机 1 主机 2 用户 进程服务器 用户 进程服务器 时间服务器 TSAP (a) (b) Tnbm P496 Fig. 6-9 主机 1 的用户进程如何与主机 2 的时间服务器建立连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 19 / 110
20 初始连接协议说明 1. 服务器 ( 主机 2) 上运行一个特殊的进程服务器, 同时侦听一系列的端口, 等待用户的 TCP 连接请求 2. 用户 ( 主机 1) 设定所需服务的 TSAP 地址, 发出一个 CONNECT 请求 3. 主机 2 的进程服务器在收到请求后, 便将请求装入被请求服务器, 被请求服务器将继承已建立的连接并为用户提供服务 4. 主机 2 的进程服务器又继续侦听新的请求 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 20 / 110
21 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 21 / 110
22 连接建立 通信子网的不可靠性 通信子网中存在着延时和分组的丢失, 以及由于延时和丢失而带来的重复分组 由于通信子网的尽力而为的传输原则, 一个早已超时的分组最终还是到达了目的端, 所以有必要将分组的生命周期限制在一个适当的范围内 连接建立时, 如何处理过期分组, 保证连接的唯一性是连接建立过程中首要考虑的问题 常用的方法是 : 三次握手法 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 22 / 110
23 连接建立过程 正常的三次握手过程 非正常的连接建立过程 由延迟而重复的 TPDU 的连接过程 同时出现作废的 CR 和 ACC 的情况 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 23 / 110
24 正常的连接建立过程 正常连接的三次握手过程 t 主机 1 主机 2 CR(seq=x) ACC(seq=y,ACK=x) DATA(seq=x,ACK=y) 主机 1 发出的连接请求序号为 x(seq=x), 主机 2 应答接受主机 1 的连接请求, 并声明自己的序列号为 y(seq=y,ack=x), 主机 1 收到确认后发送第一个数据 TPDU 并确认主机 2 的序列号 (seq=x,ack=y), 至此, 整个连接建立过程正常结束, 数据传输已正式开始 (a) 正常操作 Tnbm P501 Fig 采用三次握手方法建立的正常情况 CR:Connection Request( 连接请求 ) ACC:Connection Accepted( 接受连接 ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 24 / 110
25 连接建立过程 正常的三次握手过程 非正常的连接建立过程 由延迟而重复的 TPDU 的连接过程 同时出现作废的 CR 和 ACC 的情况 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 25 / 110
26 非正常的连接建立过程 1 出现延迟的重复 TPDU 时三次握手的工作过程 t 主机 1 主机 2 旧的重复 CR(seq=x) ACC(seq=y,ACK=x) REJECT(ACK=y) (b) 重复的 CR 突然出现 Tnbm P501 Fig 采用三次握手建立的第二种情况 来自一个已经释放连接的主机 1 的延时重复的连接请求, 该 TPDU 在主机 1 毫不知晓的情况下到达主机 2, 主机 2 通过向主机 1 发送一个接受连接请求的 TPDU 来响应该 TPDU, 并声明自己的序号为 y(seq=y,ack=x), 主机 1 收到这个确认后感到莫名其妙并当即拒绝, 主机 2 收到了主机 1 的拒绝才意识到自己受到了延时的重复 TPDU 的欺骗并放弃该连接, 据此, 延时的重复请求将不会产生不良后果 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 26 / 110
27 连接建立过程 正常的三次握手过程 非正常的连接建立过程 由延迟而重复的 TPDU 的连接过程 同时出现作废的 CR 和 ACC 的情况 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 27 / 110
28 t 非正常的连接建立过程 2 子网中同时有作废的 CR 和 ACC 的情况 主机 1 主机 2 旧的重复 CR(seq=x) ACC(seq=y,ACK=x) DATA(seq=x, ACK=z) REJECT(ACK=y) (c) 重复的 CR 和重复的 ACK Tnbm P501 Fig 采用三次握手建立的第三种情况 与上例一样, 主机 2 收到了一个延时的 CR 并做了确认应答, 在这里, 关键是要认识到主机 2 已经声明使用 y 作为从主机 2 到主机 1 进行数据传输的初始序号, 因此主机 2 十分清楚在正常情况下, 主机 1 的数据传输应捎带对 y 确认的 TPDU, 于是, 当第二个延时的 TPDU 到达主机 2 时, 主机 2 根据它确认的是序号 z 而不是 y 知道这也是一个过时的重复 TPDU, 因此也不会无故建立无人要求的连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 28 / 110
29 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 29 / 110
30 释放连接 非对称释放 一方中止连接, 则连接即告中断缺陷 : 可能导致数据丢失 对称释放 A 提出中止请求,B 同意即中止问题 :B 如何知道 A 收到了它的确认 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 30 / 110
31 非对称释放 一方中止连接, 则连接即告中断 主机 1 主机 2 CR ACC 当连接建立后, 主机 1 发送了 一个数据 TPDU 并正确抵达主 机 2, 接着, 主机 1 发送了第二 DR DATA DATA 已提出断开请求所以不接受数据 Tnbm P502 Fig 突然释放连接将造成数据丢失 个数据 TPDU, 然而, 主机 2 在收到第二个 TPDU 之前先突 然发出了释放连接请求 DISCONNECT, 结果是连接 立即被释放, 数据被丢失 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 31 / 110
32 释放连接 非对称释放 一方中止连接, 则连接即告中断缺陷 : 可能导致数据丢失 对称释放 A 提出中止请求,B 同意即中止问题 :B 如何知道 A 收到了它的确认? ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 32 / 110
33 对称释放 A 提出中止请求,B 同意即中止 对称释放方式适用于每个用户进程有固定数量的数据需要发送, 而且清楚地知道何时发送完毕的情况 其他情况下, 决定所有工作是否已经完成, 连接是否应该释放, 可能是没有把握的 可以假想一种完美的协议 : A 说 : 我发送完了, 你呢? 如果 B 响应 : 我也发送完了, 再见! A 收到了 B 的确认, 连接便可以被安全释放 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 33 / 110
34 对称释放的几种情况 三次握手的正常情况 最后的确认 TPDU 丢失 应答丢失 应答丢失以及后续的 DR 丢失 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 34 / 110
35 对称释放 1 三次握手的正常情况 主机 1 主机 2 发送 DR 并启动计时器 释放连接 发送 ACK DR DR ACK 发送 DR 并启动计时器 释放连接 Tnbm P505 Fig. 6-14(a) 三次握手的连接正常释放情况 Computer Networks v4 cs.sjtu 主机 1 在结束数据传输后决定释放连接, 于是发送 DR 并启动计时器, 主机 2 在收到主机 1 的 DR 后同意释放连接, 也发送 DR 并启动计时器, 主机 1 在计时器没有超时前收到主机 2 的 DR, 便正式释放连接并发送 ACK, 主机 2 也在计时器没有超时前收到主机 1 的 ACK, 于是也释放了连接, 至此整个数据传输过程, 包括建立连接 传输数据和释放连接的过程正常结束 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 35 / 110
36 对称释放的几种情况 三次握手的正常情况 最后的确认 TPDU 丢失 应答丢失 应答丢失以及后续的 DR 丢失 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 36 / 110
37 主机 1 主机 2 发送 DR 并 DR 启动计时器 释放连接 发送 ACK ACK DR 丢失 发送 DR 并启动计时器 ( 超时 ) 释放连接 Tnbm P505 Fig. 6-14(b) 最后的确认 TPDU 丢失的情况 对称释放 2 最后的确认 TPDU 丢失 Computer Networks v4 cs.sjtu 主机 1 在结束数据传输后决定释放连接, 于是发送 DR 并启动计时器, 主机 2 在收到主机 1 的 DR 后同意释放连接, 也发送 DR 并启动计时器, 主机 1 在计时器没有超时前收到主机 2 的 DR, 便正式释放连接并发送 ACK, 然而主机 2 在计时器超时后还未收到主机 1 的 ACK, 但是由于已经超时, 于是也释放了连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 37 / 110
38 对称释放的几种情况 三次握手的正常情况 最后的确认 TPDU 丢失 应答丢失 应答丢失以及后续的 DR 丢失 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 38 / 110
39 对称释放 3 应答丢失 主机 1 主机 2 发送 DR 并启动计时器 ( 超时 ) 发送 DR 并启动计时器 释放连接 发送 ACK 丢失 DR DR DR ACK Tnbm P505 Fig. 6-14(c) 应答丢失的情况 发送 DR 并启动计时器 发送 DR 并启动计时器 释放连接 Computer Networks v4 cs.sjtu 主机 1 在结束数据传输后决定释放连接, 于是发送 DR 并启动计时器, 主机 2 在收到主机 1 的 DR 后同意释放连接, 也发送 DR 并启动计时器, 然而, 主机 1 在计时器超时后还未收到主机 2 的 DR, 于是又重新发送 DR 并启动计时器, 下面便是一个正常的三次握手, 并最后正常释放连接, 即整个数据传输过程正常结束 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 39 / 110
40 对称释放的几种情况 三次握手的正常情况 最后的确认 TPDU 丢失 应答丢失 应答丢失以及后续的 DR 丢失 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 40 / 110
41 对称释放 4 应答丢失以及后续的 DR 丢失 Computer Networks v4 cs.sjtu 主机 1 主机 2 发送 DR 并启动计时器 ( 超时 ) 发送 DR 并启动计时器 (N 个超时 ) 释放连接 丢失 DR 丢失 发送 DR 并启动计时器 ( 超时 ) 释放连接 Tnbm P505 Fig. 6-14(d) 应答丢失以及后续的 DR 丢失 主机 1 在结束数据传输后决定释放连接, 于是发送 DR 并启动计时器, 主机 2 在收到主机 1 的 DR 后同意释放连接, 也发送 DR 并启动计时器, 然而, 紧接着的一段时间内, 线路遇到了灾难性的干扰, 无论是哪一方的超时重发的 TPDU 都不能到达对方, 最终, 接收方计时器的超时而也释放连接, 发送方经过 n 次重发和超时后只能无奈地放弃努力并释放连接 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 41 / 110
42 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 42 / 110
43 流量控制和缓冲策略 流量控制是发送方和接收方之间的传输速率上的匹配, 为使没有得到确认的 PDU 在超时后的重发, 通常必须在缓冲区中暂存 在数据链路层, 实现的是点对点的通信, 双方缓冲区的大小根据滑动窗口协议而定 而传输层实现的是端到端的通信, 某一时刻, 一台主机可能同时与多台主机建立了连接, 多个连接必须有多组缓冲区, 所以缓冲区的动态分配和管理策略与数据链路层相比较要复杂得多 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 43 / 110
44 B 没有收到 m2 A 没有收到 ACK 可能导致死锁 Computer Networks v4 cs.sjtu 流量控制和缓冲策略举例 TPDU 序号主机 A 消息 主机 B 注 释 1 < 请求 8 个缓冲区 > A 想要 8 个缓冲区 2 <ack=15,buf=4 > B 只有 4 个缓冲区 3 <seq=0,data=m0> A 发送了 m0,a 剩下 3 个缓冲区 4 <seq=1,data=m1> A 发送了 m1,a 剩下 2 个缓冲区 5 <seq=2,data=m2> A 发送了 m2,a 剩下 1 个缓冲区 6 <ack=1,buf=3> B 确认了 m0,m1, 并剩下 3 个缓冲区 7 <seq=3,data=m3> A 发送了 m3,a 剩下 1 个缓冲区 8 <seq=4,data=m4> A 发送了 m4 后剩下 0 个缓冲区, 暂停 9 <seq=2,data=m2> m2 超时 A 重发 m2, 10 <ack=4,buf=0> B 确认了 m4, 并剩下 0 个缓冲区 11 <ack=4,buf=1> B 确认了 m4, 并剩下 1 个缓冲区 12 <ack=4,buf=2> B 确认了 m4,b 有了 2 个缓冲区 13 <seq=5,data=m5> A 发送了 m5,b 剩下 1 个缓冲区 14 <seq=6,data=m6> A 发送了 m6 后剩下 0 个缓冲区, 暂停 15 <ack=6,buf=0> B 确认了 m6, 并剩下 0 个缓冲区 16 <ack=6,buf=4> B 确认了 m6, 并剩下 4 个缓冲区 表示上交了 1 个 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 44 / 110 Tnbm P509 Fig 动态缓冲区的分配
45 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 45 / 110
46 向上多路复用 多路复用 多个传输层的连接共用一个网络层的连接, 将 提高网络层连接的利用率 向下多路复用 一个传输层的连接合用多个网络层的连接来发 送, 可增加其有效带宽, 以提高传输速率 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 46 / 110
47 传输层必须讨论 : 寻址 连接建立 释放连接 流量控制和缓冲策略 多路复用 崩溃的恢复 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 47 / 110
48 崩溃的恢复 网络崩溃的恢复 主机崩溃的恢复 确认和写操作的问题 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 48 / 110
49 网络崩溃的恢复 数据报子网 : 如果传输层对丢失的 TPDU 留 有副本, 可以通过重发来解决 虚电路子网 : 必须重新建立连接, 并询问远 端的传输实体哪些 TPDU 已经收到, 没有收到的则必须重发 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 49 / 110
50 崩溃的恢复 网络崩溃的恢复 主机崩溃的恢复 确认和写操作的问题 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 50 / 110
51 主机崩溃的恢复 客户端主机崩溃, 恢复将较为简单 服务器崩溃, 如能及时重新起动, 则如何恢复与原客户主机的数据传输 重新连接后, 客户端可能处于两种状态之一 : S1 有一个未被确认的 TPDU S0 没有未被确认的 TPDU 在一般情况下, 远端服务器的传输实体在接收到一个客户端的 TPDU 后, 先发送一个确认, 再对应用进程执行一个写操作 ( 如存盘或交上层 ) 发送一个确认和执行一个写操作, 是两个不同的而又不可分的事件, 但两者不能同时进行 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 51 / 110
52 崩溃的恢复 网络崩溃的恢复 主机崩溃的恢复 确认和写操作的问题 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 52 / 110
53 确认和写操作的问题 先发送确认, 然后再执行写操作, 中间发生崩溃 此时客户端将收到这个确认, 当崩溃恢复声明到达时它处于状态 S0, 客户端将因此不再重发, 因为它错以为那个 TPDU 已经到达服务器端, 客户端的这种决定会导致丢失一个 TPDU 先执行写操作, 然后再发送确认, 中间发生崩溃 设想已经完成了写操作但在确认发出前系统发生了崩溃, 此时客户端将处于状态 S1 并因此重传数据, 从而会导致在服务器应用进程的输出流上出现一个无法检测的重复的 TPDU 无论怎样对发送方和接收方的协议进行编程, 总是存在协议不能正确地从 故障中恢复的情况, 传输层无法彻底解决该问题, 将由高一层协议处理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 53 / 110
54 第 6 章 传输层 传输服务 传输协议的要素 Internet 的传输协议 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 54 / 110
55 Internet 的传输协议 TCP 和 UDP 都是 Internet 提供的传输层协议 UDP (User Datagram Protocol) TCP (Transmission Control Protocol ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 55 / 110
56 UDP (User Datagram Protocol) UDP 简介 UDP 提供服务的应用 RPC(Remote Procedure Call) RTP(Real-Time Transport Protocol) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 56 / 110
57 UDP 简介 UDP 协议是无连接的数据报协议, 它不提供可靠性服务, 但其相应的协议开销也较小 效率较高 域名系统 DNS 简单网络管理协议 SNMP 使用的传输层协议是 UDP ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 57 / 110
58 常用 UDP 端口表 端口号 关键字 服务说明 53 DNS 域名解析协议 69 TFTP 简单文件传输协议 161 SNMP 简单网络管理协议 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 58 / 110
59 UDP 提供的服务 UDP 是面向非连接的, 与 IP 协议相比, 它 唯一增加的能力是提供端口协议, 以保证 进程通信, 传输的可靠性要靠应用程序来 解决, 但效率高 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 59 / 110
60 UDP 的数据报格式 UDP 源端口 UDP 目的端口 UDP 长度 UDP 校验和 ( 可选 ) Tnbm P526 Fig UDP 的头部格式 UDP 源端口 :UDP 端口号, 当不需要返回数据时, 源端口域置 0 UDP 目的端口 :UDP 端口号 UDP 长度 : 整个数据段的长度, 包括头部和数据部分以字节计, 最小值为 8( 仅头部长度 ) UDP 校验和 : 可选域, 全 0 为未选, 全 1 表示校验和为 0 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 60 / 110
61 UDP 数据段的封装 UDP 头部 UDP 数据区 IP 头部 IP 数据区 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 61 / 110
62 UDP (User Datagram Protocol) UDP 简介 UDP 提供服务的应用 RPC(Remote Procedure Call) RTP(Real-Time Transport Protocol) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 62 / 110
63 远程过程调用 RPC 将网络中的请求 - 应答交互表示成过程调用形式, 例如 : 调用 get-ip-address( 主机名 ) 将发送一个 UDP 包给 DNS 服务器, 并等待回答 RPC 对程序员屏蔽了网络运作的细节 RPC 是 UDP 的一个重要应用 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 63 / 110
64 一次 RPC 的过程 1. 客户调用 Client stub 2. Client stub 将参数封装并发送 3. 客户端 OS 内核将消息发送到服务器 4. 服务器 OS 内核将分组交 Server stub 5. 服务器取出参数并调用过程, 最后将结果返回 Client CPU Server CPU Client Server stub stub Client Operating System Operating System 3 Network Server Tnbm P528 Fig 一次 RPC 过程中的步骤 Stub 是一个程序模块, 用于在客户机和服务器之间传输远程过程调用和响应的承接程序 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 64 / 110
65 RPC 的应用 RPC 是客户机 / 服务器模式中实现分布式计算的通信协议 RPC 采用非连接对话方式, 具有错误控制能力 RPC 使服务器系统使用客户机提供的参数, 执行客户机指定的规程并返回结果从逻辑上看, 按 OSI 的七层构架,RPC 属会话层协议, 但有些功能属应用层 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 65 / 110
66 UDP (User Datagram Protocol) UDP 简介 UDP 提供服务的应用 RPC(Remote Procedure Call) RTP(Real-Time Transport Protocol) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 66 / 110
67 实时传输协议 RTP UDP 的另一个重要应用是 RTP RTP 是一个传输层协议, 但在应用层实现 RTP 是用于多媒体数据传输的协议 多媒体应用 RTP 套接字接口 UDP IP 以太网 用户空间 OS 内核 Tnbm P529 Fig. 6-25(a) RTP 在协议栈中的位置 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 67 / 110
68 RTP 的功能 Computer Networks v4 cs.sjtu 将多个实时数据流多路复用到一个 UDP 流上,UDP 流能被送给某个地址 ( 单址传输 ) 或多个地址 ( 多址传输 ) 每个 RTP 流的数据包有一个连续的编号, 接收方可以根据此编号确定是否有数据包丢失 RTP 没有流量控制 差错控制 应答以及重传机制 RTP 的载荷可以是不同的多媒体信息, 如单个的音频流, 可以是 8 bit-8 khz 的 PCM 编码, 也可以是 GSM MP3 等 编码方式在 RTP 的包头上指出 实时应用的另一个特征是需要时间戳, 时间戳是相对于流的第一个数据包的, 这有助于在接收方消除抖动, 以及多个流的同步 ( 如数字电视中的视频流和两个音频流 ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 68 / 110
69 RTP 的头部格式 Ver P X CC M Payload type Sequence number Timestamp( 时间戳 ) Synchronization source identifier( 同步源标记 ) Contributing source identifiers( 有效源标记 ) Tnbm P531 Fig RTP 的头部格式 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 69 / 110
70 RTP 的头部字段 P: 指出数据包是否被填充为 4 字节的整倍数 X: 是否有扩展头 CC: 有多少个有效源 (0-15) Computer Networks v4 cs.sjtu M: 应用指定的标记位, 如表示 video 帧的开始 音频通道中文字的开始或其它可理解的应用 载荷类型 : 信息的编码方式 ( 如非压缩的 8 bit 音频 MP3 等 ) 顺序号 :RTP 包的序号, 以此检查是否丢包 时间戳 : 由发送源产生, 表示与第一个包的时间间隔 同步源标记 : 数据包属于哪个流, 用于多路复用或解多路复用 有效源标记 : 用于混合数据源, 如果该字段出现, 则该混合源是同步数据源, 每个分数据源被列在这里 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 70 / 110
71 RTP 的姐妹协议 RTCP RTCP (Realtime Transport Control Protocol) 实时传输控制协议 RTCP 处理反馈 同步和用户接口, 而不传输数据 反馈消息包括延时 抖动 带宽 拥塞以及其它网络性能, 可协调源端的传输速率 编码方式等, 以适应当前的传输环境, 得到最好的服务质量 同步是指不同的流数据可以用不同的时钟 不同的颗粒度 不同的速率进行传输, 而 RTCP 可使其保持同步 RTCP 提供一种对不同的源端进行命名的方法, 这将使接收方可在屏幕上显示当前谁在发送数据 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 71 / 110
72 Internet 的传输协议 TCP 和 UDP 都是 Internet 提供的传输层协议 UDP (User Datagram Protocol) TCP (Transmission Control Protocol ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 72 / 110
73 TCP 提供的服务 面向连接 (Connection Orientation) 端到端的服务 (End to End Communication) 完全可靠性服务 (Complete Reliability) IP 协议不提供可靠性服务, 而 TCP 将在 IP 的基础上提供可靠性服务并保证数据发送和接收次序一致 全双工服务 (Full Duplex Communication) 流接口 (Stream Interface) 可靠的连接建立 (Reliable Connection Startup) 完美的连接终止 (Graceful Connection Shutdown) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 73 / 110
74 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 74 / 110
75 端口 port TCP 服务模型 TCP 的 TSAP, 与某一个应用程序相关 通用端口 (well-known port) 端口号小于 1024 其他可由各主机自己定义 套接字 socket 传输层的通信端点, 它由 IP 地址 + 端口号组成 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 75 / 110
76 常用 TCP 端口表 端口号 关键字 服务说明 21 FTP 文件传输协议 23 TELNET 终端连接 25 SMTP 简单邮件传输协议 53 DNS 域名解析协议 80 HTTP 超文本传输协议 110 POP-3 远程 访问 Tnbm P534 Fig 已分配的常用的 TCP 端口 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 76 / 110
77 A 套接字举例 一个套接字允许被多个连接同时使用, 即多个连接可同时连接到同一个套接字上 user1 port 500 user2 port 501 B user3 port 500 连接 1 连接 2 连接 3 C port 25 connection 1: ( , 500)-( , 25) connection 2: ( , 501)-( , 25) connection 3: ( , 500)-( , 25) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 77 / 110
78 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 78 / 110
79 TCP 数据段头及说明 源端口 目的端口 序号 确认号 段头长度保留码位窗口大小 校验和 紧急指针 可选项 (0 个或更多个 32 位字 ) 数据开始 Tnbm P537 Fig TCP 头 端口 : 每个端口对应一个应用程序序号 : 发送的字节序号确认号 : 接收到的字节序号段头长度 : 段头中包含多少个 32 位字 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 79 / 110
80 TCP 数据段头及说明 ( 续 ) 保留 : 以备扩展之用 码位 : URG ACK PSH RST SYN FIN URG: 紧急指针有效 ACK: 确认号有效 PSH: 请求接收方, 数据一到, 立即送往应用程序 RST: 复位由于主机崩溃或其他原因而出现的错误的连接 SYN: 用于建立连接 FIN: 用于断开连接 窗口 : 接收方窗口大小 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 80 / 110
81 TCP 数据段头及说明 ( 续 ) 校验和 : 包括报头 数据和伪段头 源 IP 地址目的 IP 地址 协议 = 6 TCP 数据段长度 Tnbm P539 Fig 包括在 TCP 校验和中的伪头 紧急指针 : 当前序号到紧急位置的偏移量 选项字段 : 用于提供一种增加额外设置的方法, 如连接建立时, 双方说明最大的负载能力 数据 : 真正要传输的数据 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 81 / 110
82 常用的选项字段 最大数据段长度 MSS 目的站可接收的最大的数据段长度, 这个值在 0 到 之间, 默认值是 536 字节 窗口扩大因子 n(n<=14) (RFC1323) 窗口的大小 = 首部中定义的窗口大小 *2 选择性重发协议 (RFC1106) 窗口扩大因子 引入了 NAK 机制 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 82 / 110
83 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 83 / 110
84 TCP 连接的建立 TCP 连接管理 Computer Networks v4 cs.sjtu 采用三次握手 (3-way handshake) 的方法 用 TCP 包头中的同步位 (SYN) 和结束位 (FIN) 描述连接建立和终止时的三次握手消息 主机 1 主机 2 时间 SYN (seq=x) SYN (seq=y, ACK=x+1) SYN (seq=x+1, ACK=y+1) 其中 x: 主叫方的初始序号 y: 被叫方的初始序号 Tnbm P540 Fig. 6-31(a) 一般情况下 TCP 连接的建立过程 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 84 / 110
85 TCP 连接管理 TCP 连接的建立 ( 续 ) 连接以端地址 ~ 端地址为标识即使两边发起同一连接, 也不会建立两个连接 主机 1 主机 2 SYN(seq=x) SYN(seq=y) SYN(seq=y, ACK=x+1) SYN(seq=x, ACK=y+1) Tnbm P540 Fig. 6-31(b) 呼叫冲突的情况 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 85 / 110
86 连接释放 ULP A ULP B 1 Close to B Connection Closed 8 ULP A Closing 4 5 Closed to B Connection Closed 9 2 FIN SEQ 151 TCP A SEQ 188,ACK FIN SEQ 188;ACK ACK 189 TCP B TCP 关闭操作 [7] ULP:upper layer protocol ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 86 / 110
87 连接释放图说明 事件动作 1 TCP A 的用户打算关闭它在 TCP B 中对等的上层协议的操作 TCP A 发送一个 FIN 位置 1 的段,SEQ=151 是上一次操作的继续, 2 是 TCP 模块要求传输的下一个序号 3 TCP B 确认 TCP A 的 FIN SEQ151, 它的 SEQ=188 ACK=152 4 TCP B 向其用户发出一个 close 原语 5 TCP B 用户应用程序确认同意关闭 6 TCP B 再发出最后一个段,FIN 位置 1 并 SEQ=188 ACK=152 同上 7 TCP A 确认,ACK=189 8 TCP A 连接关闭 9 TCP B 连接关闭 注 : 握手用的报文长度仅一个字节 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 87 / 110
88 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 88 / 110
89 TCP 传输策略 TCP 使用与数据链路层不同的窗口协议来实现流量控制 数据链路层 : 在数据链路层的滑动窗口协议中, 发送窗口的滑动依赖于确认的到达 TCP 层 :TCP 的窗口大小是其缓冲区的尺寸, 建立连接的双方都将分配一个缓冲区作为接收数据的存放空间, 并相互通知对方, 此后, 每次对接收数据确认的同时发布一个窗口公告 (window advertisement), 报告剩余窗口的大小, 任何时刻, 剩余的缓冲区空间的数量叫窗口大小 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 89 / 110
90 零窗口公告 发送方收到一个零窗口公告时, 必须停止发送, 直到接收方重新发送一个非零的窗口公告, 但有两种情况可以除外 发送紧急数据, 如允许用户终止 (kill) 当前正在远端机上运行的进程 发送方可以发送一个字节的数据段通知对方, 要 求接收方重申希望接收的下一字节及当前的窗口 大小, 以防止可能的窗口公告丢失而导致的死锁 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 90 / 110
91 TCP 层流量控制举例 发送方事件 发送数据字节 1~1000 发送数据字节 1001~2000 发送数据字节 2001~2500 收到 1000 的确认收到 2000 的确认收到 2500 的确认 发送方等待 发送数据字节 2501~3500 发送数据字节 3501~4500 发送方等待 收到 3500 的确认收到 4500 的确认 收到 4500 的确认 接收方事件 通告窗口 =2500 确认 1000, 窗口 =1500 确认 2000, 窗口 =500 确认 2500, 窗口 =0 应用读出 2000 字节确认 2500, 窗口 =2000 确认 3500, 窗口 =1000 确认 4500, 窗口 =0 应用读出 1000 字节确认 4500, 窗口 =1000 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 91 / 110
92 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 92 / 110
93 TCP 拥塞控制 忽略传输线路由于干扰引起的数据丢失, 只考虑由于拥塞引起的数据丢失 数据的丢失有两种情况 接收方的容量太小 ( 接收缓冲区容量 ) 网络的容量太小 ( 网络带宽容量 ) 如 P548 图 6-36 所示 主机如何知道拥塞 收到 ICMP 的源抑制报文因报文丢失引起的超时 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 93 / 110
94 拥塞窗口 网络拥塞造成数据包丢失, 重发机制进一步加剧了拥塞 TCP 的拥塞控制方案应将由接收方的容量和由网络的容量所产生的拥塞问题分别处理, 除了已定义的接收窗口外, 还定义了拥塞窗口, 拥塞窗口的动态调整 : 一旦发现数据包丢失, 则降低重发数据包的速率 接收方承认的接收窗口表示接收缓冲区的容量 拥塞窗口表示网络的容量 接收窗口和拥塞窗口, 两者取其小 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 94 / 110
95 拥塞窗口的具体实现 拥塞窗口的初始化 拥塞窗口大小的修正 选择发送数据量 取两个窗口的最小值作为可以发送的数据量 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 95 / 110
96 拥塞窗口的初始化 连接建立时, 发送方将拥塞窗口的初始大小设置为最大的数据段长度, 并随后发一个最大长度的数据段, 如该数据段在定时器超时前得到了确认, 发送方在原来的拥塞窗口的基础上再增加一倍长度, 发送两个数据段, 如两个数据段都得到了确认, 则再增加一倍长度, 直到数据传输超时或到达接收方的窗口大小为止当拥塞窗口的大小为 n 个数据段时, 如果发送的 n 个数据段都得到了确认, 那么此时拥塞窗口的大小即为 n 个数据段对应的字节数 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 96 / 110
97 拥塞窗口的具体实现 拥塞窗口的初始化 拥塞窗口大小的修正 选择发送数据量 取两个窗口的最小值作为可以发送的数据量 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 97 / 110
98 拥塞窗口大小的修正 除接收窗口和拥塞窗口外, 拥塞控制时还需指定一个临界值, 临界值的初始值为 64K, 如果发生数据传输超时, 则将临界值置为当前拥塞窗口的 1/2, 并使拥塞窗口恢复到最大的数据段长度, 成功的传输使拥塞窗口按指数增加 ( 成倍 ), 到达临界值后将按线性增加 ( 按最大的数据段长度 ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 98 / 110
99 拥塞窗口动态调整举例 假定原来拥塞窗口为 64KB, 但已超时最大的数据段长度为 1024(1K) 拥塞窗口 (KB) 临界值 1 临界值 传输号 Tnbm P550 Fig Internet 拥塞算法的一个实例 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 99 / 110
100 TCP 协议将讨论 : TCP 服务模型 TCP 数据段头 TCP 连接和释放管理 TCP 传输策略 TCP 拥塞控制 TCP 定时器管理 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 100 / 110
101 TCP 定时器管理 保活 定时器 一旦建立连接, 双方都将启动 保活 定时器, 当连接长时间无数据传输, 所设定的 保活 定时器超时, 超时一方会发送一个探测报文检查对方是否存在, 如没有得到响应, 则终止连接 重发定时器 持续定时器 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 101 / 110
102 数据重发定时器 Computer Networks v4 cs.sjtu TCP 在发送一个数据段的同时, 启动一个数据重发定时器, 如果在定时器超时前该数据段被确认, 则关闭该定时器 如果在确认到达之前定时器超时, 则需要重发该数据段 ( 并且该定时器重新开始计时 ) 重发定时器初始值的设定 与数据链路层点对点的情况不同, 在 TCP 层, 源站点与目的站点之间的网络距离是动态变化的, 数据传输和信号传播时间的离散性很大, 线路的状态更是瞬息万变 所以, 重发定时器的初始值不宜设定为固定大小 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 102 / 110
103 链路层和 TCP 层的延时分布比较 0.3 概 T 概 0.3 T1 T2 率 0.2 率 往返时间 (ms) 往返时间 (ms) Tnbm P551 Fig (a) 数据链路层中确认到达时间的概率密度 (b) TCP 层中确认到达时间的概率密度 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 103 / 110
104 延时分布比较说明 对于点对点的数据链路层, 延时由数据传输延时和信号传播延时两部分组成, 对这两部分延时的估计基本上是准确的 ( 即误差很小 ), 所以定时器初始值设定为大于估计的确认返回时间即可, 如图 6-33(a) 所示 TCP 所面临的是完全不同的情况, 端到端的连接可能远隔重洋, 需经过很多路由器的存储转发, 途经路由器的实际情况又是动态变化的, 所以 TCP 确认返回所需时间的概率密度函数更接近于图 6-33(b) 所示 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 104 / 110
105 超时后的适应性重发 计算新的往返时间估计值 TCP 不使用固定的重发定时器, 而是根据对网络性能的不断测定, 主要是对远程的确认报文作延时分析, 不断调整超时间隔, 自适应地修正往返时间的估计值 :RTT (Round-Trip Timer) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 105 / 110
106 超时后的适应性重发 ( 续 ) 往返时间估计值 RTT 的确定 为尽可能避免因实际延时较大而进行的错误重发, 同时尽可能提高系统的吞吐率, 所以适应性重发机制中往返时间估计值 RTT 的确定将根据前一次的估计值 RTT 0, 并参考实测的往返时间 M 0 作动态调整 RTT = αrtt 0 + (1 - α)m 0 其中 :RTT 0 : 前一次计算得到的往返时间估计值 M 0 : 前一次实测得到的往返时间 α: 修正因子,RTT 0 和 M 0 的参考权值 ( 通常取 α = 7/8) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 106 / 110
107 重发定时器初始值的设定 固定为 β RTT 固定为往返时间估计值 RTT 的 β 倍, 初期 β = 2, 但经验表明常量是很不灵活的, 当环境发生变化时不能很好地适应 偏差值方法 偏差值 D = αd 0 + ( 1 -α) RTT 0 -M 0 超时值 = RTT + 4*D ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 107 / 110
108 TCP 定时器管理 保活 定时器 一旦建立连接, 双方即启动 保活 定时器, 当连接长时间无数据传输, 所设定的 保活 定时器超时, 超时一方会发送一个探测报文检查对方是否存在, 如没有得到响应, 则终止连接 重发定时器 持续定时器 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 108 / 110
109 持续定时器 如接收方向发送方发出一个零窗口公告, 发送方当即停止发送, 当接收方的上层处理了所收到的数据并释放了全部的缓冲区后, 将向发送方发出一个新的窗口公告, 以通知发送方可继续发送, 如果此更新公告丢失, 双方将相互等待, 出现死锁 为防止死锁, 每当发送方收到一个零窗口公告, 即启动一个持续定时器, 如持续定时器超时, 发送方将向接收方发一探测报文 ( 仅一字节 ), 接收方的应答报 文将避免相互等待 ( 这正是上面所说 : 即使在发送方已收到 一个零窗口通告, 也允许发送一个字节的数据报询问对方 ) ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 109 / 110
110 第 6 章习题 Tnbm P574 #16 #20 #25 #29 #30 #31 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/xue-gt 第 6 章传输层 110 / 110
Chap6.ppt
Computer Networks v4 cs.sjtu 12/21/12 6 Internet ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/ybzhang 61 / 110 Computer Networks v4 cs.sjtu 12/21/12 ftp://ftp.cs.sjtu.edu.cn/ybzhang 62 / 110 Computer Networks v4 cs.sjtu 12/21/12
Chapter #
第三章 TCP/IP 协议栈 本章目标 通过本章的学习, 您应该掌握以下内容 : 掌握 TCP/IP 分层模型 掌握 IP 协议原理 理解 OSI 和 TCP/IP 模型的区别和联系 TCP/IP 介绍 主机 主机 Internet TCP/IP 早期的协议族 全球范围 TCP/IP 协议栈 7 6 5 4 3 应用层表示层会话层传输层网络层 应用层 主机到主机层 Internet 层 2 1 数据链路层
UDP 8.2 TCP/IP OSI OSI 3 OSI TCP/IP IP TCP/IP TCP/IP Transport Control Protocol TCP User Datagram Protocol UDP TCP TCP/IP IP TCP TCP/IP TC
8 TCP/IP TCP/IP TCP OSI 8.1 OSI 4 end to end A B FTP OSI Connection Management handshake Flow Control Error Detection IP Response to User s Request TCP/IP TCP 181 UDP 8.2 TCP/IP OSI OSI 3 OSI 3 8.1 TCP/IP
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Session CERT/CC 60000 50000 40000 52,658 30000 26,829 20000 10000 0 2,412 1995 1999 2000 2001 Q1, 2002 Source: http://www.cert.org/stats/ CERT/CC 3000 2500 2000 2,437 1500 1000 500 0 171 1,065 1995
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WAN VER: 20110218 Copyright 2002-2011 VOLANS WAN VR4600 VR4900 VR7200 VR7500 VR7600 1.1 1.2 IP 1.3 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.3 4.3.1 4.3.2
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第七章运输层 大连理工大学电信学部信息与通信工程学院王波 bowang@dlut.edu.cn 1 7.6.2 超时重传时间的选择 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 2 往返时延的方差很大 由于 TCP 的下层是一个互联网环境,IP 数据报所选择的路由变化很大 因而运输层的往返时间的方差也很大
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上 海 市 高 等 学 校 计 算 机 等 级 考 试 ( 三 级 ) 考 试 大 纲 -- 建 议 稿 -- 2007-6-25 25 目 录 上 海 市 高 等 学 校 计 算 机 等 级 考 试 三 级 总 体 说 明 -----------------1 三 级 ( 计 算 机 系 统 与 网 络 技 术 ) 考 试 大 纲 ---------------------2 三 级 ( 管 理
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第二章协议和体系结构 大连理工大学电信学部信息与通信工程学院王波 bowang@dlut.edu.cn .OSI 体系结构 OSI/RM OSI 参考模型 ISO ( 国际标准化组织 ) 978 年提出的 OSI/RM( 开放式系统互连参考模型 open system interconnection reference model),, 该模型是设计和描述网络通信的基本框架 OSI 的分层结构 成功之处
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互 聯 網 技 術 在 完 成 這 章 後, 你 將 能 夠 描 述 互 聯 網 的 發 展 歷 史 描 述 萬 維 網 的 發 展 歷 史 了 解 連 接 互 聯 網 的 基 本 概 念 能 夠 連 接 到 互 聯 網 知 道 互 聯 網 如 何 運 作 互 聯 網 是 全 球 網 絡 的 集 合 互 聯 網 (Internet) 是 ㆒ 個 集 合 全 球 許 多 網 絡 ㆒ 起 的 大 型 網
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D 1 1.1 2 7 2 1 26 2 14 2 16 382 2 21 2 2 097 150 = 2 113 658 2 0 1 I D 1.2 D - 1 1993 8 D-1 NSFNET 2000 1.3 3 3.1 I D 1 27 A 127. 0. 0. 1 3.2 k p n o 5 3 2 R 10 4 g a t e w a y 3 2 1 n e t b 1 2 3.3 C
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本 次 股 票 发 行 后 拟 在 创 业 板 市 场 上 市, 该 市 场 具 有 较 高 的 投 资 风 险 创 业 板 公 司 具 有 业 绩 不 稳 定 经 营 风 险 高 退 市 风 险 大 等 特 点, 投 资 者 面 临 较 大 的 市 场 风 险 投 资 者 应 充 分 了 解 创 业 板 市 场 的 投 资 风 险 及 本 公 司 所 披 露 的 风 险 因 素, 审 慎 作 出
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1001 TEL (03) 5712121 EXT. 56667 E-Mail tgs@app.geo.ncu.edu.tw ydlin@cis.nctu.edu.tw TEL 03 5712121 EXT.58554 ADSL RTP RTSP SDP SMIL (Apple Computer) RTP RTP RTSP RTP Streaming RTP RTSP Darwin Streaming
第五章 传输层
第五章 5 01 5 02 传输层 试说明运输层在协议栈中的地位和作用 运输层的通信和网络层的通信有什么重要 区别 为什么运输层是必不可少的 答 运输层处于面向通信部分的最高层 同时也是用户功能中的最低层 向它上面 的应用层提供服务 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 面向主机 承担路由功能 即主机寻址及有效的分组交换 各种应用进程之间通信需要 可靠或尽力而为
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现 代 交 换 技 术 第 1 章 绪 1.1 交 换 与 通 信 网 1.2 交 换 原 理 1.3 交 换 技 术 分 类 1.4 交 换 技 术 演 进 思 考 题 1.1 交 换 与 通 信 网 1.1.1 交 换 机 的 引 入 通 信 的 目 的 是 实 现 信 息 的 传 递 在 通 信 系 统 中, 信 息 是 以 电 信 号 或 光 信 号 的 形 式 传 输 的 一 个 通 信
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IP505SM 1 Introduction 1...4...4...4...5 LAN...5...5...6...6...7 LED...7...7 2...9...9...9 3...11...11...12...12...12...14...18 LAN...19 DHCP...20...21 4 PC...22...22 Windows...22 TCP/IP -...22 TCP/IP
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2. 要求学生掌握的基本概念 理论 原理了解计算机网络的形成 发展过程 掌握计算机网络的定义 重要功能与分类方法, 计算机网络的性能及衡量标准和计算机网络体系结构 3. 教学重点和难点教学重点是计算机网络的体系结构, 教学难点是计算机网络协议 (1) 计算机网络在信息时代中的作用 (2) 因特网概述
计算机网络 教学大纲 课程编号 :112721 课程名称 : 计算机网络学时 / 学分 :60/2.5 先修课程 : 计算机导论 适用专业 : 信息与计算科学开课教研室 : 信息与计算科学教研室 一 课程的性质和任务 1. 课程性质 : 计算机网络 是信息与计算科学专业的一门选修课程 随着人类步入信息社会, 在社会信息化和信息社会化的进程中, 数据通信与计算机结合的产物, 计算机网络的作用日显重要
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协议和 TCP/IP 簇 Chapter 4 41 4.1 协议体系结构的必要性 41 4.1 协议体系结构的必要性 协议 (protocol) 是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则 网络协议的优劣直接影响网络的性能 网络协议的组成 : 语义 : 做什么 (what to do) 语法 : 怎么做 (how to do) 定时关系 : 何时做 (when to do) 41 4.1 协议体系结构的必要性
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发送方 TCP 对应用程序交下来的报文数据块, 视为无结构的字节流 ( 无边界约束, 可分拆 / 合并 ), 但维持各字节 5 09 端口的作用是什么? 为什么端口要划分为三种? 答 : 端口的作用是对 TCP/IP 体系的应用进程进行统一的标志, 使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信
第五章 传输层 5 01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用, 运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别? 为什么运输层是必不可少的? 答 : 运输层处于面向通信部分的最高层, 同时也是用户功能中的最低层, 向它上面的应用层提供服务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 ( 面向主机, 承担路由功能, 即主机寻址及有效的分组交换 ) 各种应用进程之间通信需要 可靠或尽力而为
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