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时间:2019-11-18
《Internet核心原理与应用技术 第10章 Internet传输层协议TCPUDP》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第10章Internet传输层协议TCP/UDP可靠的数据传输控制协议10.1TCP的数据报格式10.2TCP连接建立的三次握手10.3TCP连接关闭的过程10.4TCP的累计重传策略10.5TCP的拥塞控制10.6TCP的协议扩充10.7用户数据报协议10.8图10.1传输层协议TCP和UDP10.1可靠的数据传输控制协议TCP首先是由CERF和KAHN在[CK74]中提出的,在最初的体系结构中TCP和IP是结合在一起的,后来才将这两层分开。从理论上来说由于TCP只需要网络层提供最简单的数据包传递服务,因此TCP可以运行在网络层之上的任何层次
2、里,但通常TCP还是运行在IP之上的。表10.1常用的网络应用程序的端口号应用程序FTPTELNETSMTPDNSTFTPHTTPSNMPSNMP(TRAP)默认端口21232553698016116210.1.1TCP可靠传输 控制机制TCP是可靠传输协议,但是它是建立在不保证可靠性的IP数据报服务之上的。10.1.2TCP滑动窗口 控制机制滑动窗口的主要作用如下。(1)源进程在接受ACK前发送多少数据报文。(2)目标进程限制源进程发送数据的总量,以保证有足够的缓冲空间来容纳数据。图10.2滑动窗口机制(3)窗口外
3、左边的字节已被发送,而且已经收到确认。(4)窗口内的字节可以发送或者已经被发送,但未收到确认。(5)窗口外右边的字节不能够被发送。图10.3滑动窗口举例10.2TCP的数据报格式图10.4TCP数据报格式10.3TCP连接建立的三次握手在连接建立过程中要解决以下3个问题。(1)要使每一方能够确知对方的存在。(2)要允许双方协商一些参数,例如:最大报文段长度、最大窗口大小和服务质量等。(3)能够对传输实体资源,如缓存大小、连接表中的项目等进行分配。图10.5用三次握手建立TCP连接10.4TCP连接关闭的过程图10.6TCP连接释放的过程10.5
4、TCP的累计重传策略10.5.1TCP的累计确认重传机制10.5.2TCP的累计超时值的 确定SRTT=α×SRTT+(1−α)×RTT(来回传输时间)RTO=ß×SRTT10.6TCP的拥塞控制10.6.1TCP拥塞控制算法TCP用于拥塞控制的参数主要如下。(1)拥塞窗口(cwnd)(2)接收端窗口(receiverwindow,rwnd)(3)发送窗口(win)(4)慢启动门限值(ssthresh)(5)来回传输时间(RTT)(6)超时重传时间(RTO)(7)快速重传门限值(tcprexmtthresh)10.6.2慢启动
5、和拥塞避免算法发送窗口的上限值=Min[rwnd,cwnd]10.6.3快重传和快恢复算法快速重传是当TCP源端收到到3个相同的ACK副本时,即认为有数据包丢失,则源端重传丢失的数据包,而不必等待RTO超时。同时将ssthresh设置为当前cwnd值的一半,并且将cwnd减为原先的一半。下面结合一个例子来说明快重传的工作原理。10.7TCP的协议扩充为了与现有的TCP实现兼容,TCP功能的扩充都是通过定义新的TCP选项来实现的。1.窗口比例因子选项图10.7窗口比例因子选项2.负确认选项图10.8负确认选项10.8用户数据报协议10.8.1UD
6、P概述用户数据报协议(UDP)提供端到端、无连接的,不保证可靠性的数据报传输服务,它允许网上主机应用程序之间传递数据。(1)发送数据之前不需要建立连接(当然发送数据结束时也没有连接需要释放),因此减少了开销和发送数据之前的时延。(2)UDP不使用拥塞控制,也不保证可靠交付,因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表。(3)UDP用户数据报只有8个字节的头部开销,比TCP的20个字节的头部要短。(4)由于UDP没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。表10.2使用UDP和TCP的各种应用和应用层协议应用应用层协议传输层
7、协议名字转换DNSUDP文件传送TFTPUDP路由选择协议RIPUDPIP地址配置BOOTP,DHCPUDP网络管理SNMPUDP远程文件服务器NFSUDPIP电话专用协议UDP流式多媒体通信专用协议UDP多播IGMPUDP电子邮件SMTPTCP远程终端接入TelnetTCP万维网HTTPTCP文件传送FTPTCP图10.9UDP中的队列10.8.2UDP用户数据报的 头部格式图10.10UDP用户数据报的报文格式
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