Internet核心原理与应用技术 第10章 Internet传输层协议TCPUDP

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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