計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基椽第八章(傳輸層)(全)ppt培訓(xùn)課件

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第八章 傳輸層,傳輸層的地位、功能 傳輸層與數(shù)據(jù)鏈路層的比較 Internet的傳輸協(xié)議TCP,8.1 傳輸層概述,,,應(yīng)用層,,,,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,,面向信息 處理,面向 通信,用戶(hù) 功能,,網(wǎng)絡(luò) 功能,一、傳輸層的地位及作用,1. 傳輸層的地位：整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的核心,2. 傳輸層的功能,? 基本功能：提供端到端(進(jìn)程-進(jìn)程)的可靠通信，即向高層用戶(hù) 屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，提供通用的傳輸接口,網(wǎng)絡(luò)1,網(wǎng)絡(luò)2,,AP1,AP2,,AP3,AP4,,,,,,,,,,,,,傳輸實(shí)體,AP1,,,,,,傳輸實(shí)體,AP4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,端到端通信,主機(jī)A,主機(jī)B,,,,,,,,通用的傳輸接口,傳輸協(xié)議 2,傳輸協(xié)議 1,網(wǎng)絡(luò)層服務(wù) 1,網(wǎng)絡(luò)層服務(wù) 2,? 主要功能：,? 傳輸協(xié)議的簡(jiǎn)單/復(fù)雜決定于子網(wǎng)服務(wù)的多少,傳輸連接管理,端到端的順序控制、差錯(cuò)檢測(cè)及恢復(fù)、QoS監(jiān)測(cè),加急數(shù)據(jù)傳送,3. 傳輸層協(xié)議與數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的區(qū)別,,,,,,,,,,,,,,,,網(wǎng)絡(luò),物理信道,數(shù)據(jù)鏈路層 的環(huán)境,傳輸層 的環(huán)境,結(jié)點(diǎn)1,結(jié)點(diǎn)2,主機(jī)A,主機(jī)B,尋址、連接管理、超時(shí)設(shè)置、緩存和流量控制的復(fù)雜度不同,8.2 因特網(wǎng)的傳輸協(xié)議--- TCP和UDP,? TCP(傳輸控制協(xié)議)：提供面向連接服務(wù) UDP(用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)：提供無(wú)連接服務(wù),? 端口： TSAP = 端口號(hào) + NSAP地址 熟知(公認(rèn))端口：常用的應(yīng)用服務(wù)的端口,TCP消息格式,,,,,,,,,,0,31位,3,10,15,源端口,目的端口,發(fā)送序號(hào),,,18,確認(rèn)序號(hào),檢查和,選項(xiàng)和填充( ?0 ),,,,,,首部長(zhǎng)度,URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN,保留,窗口大小,,緊急指針,,數(shù)據(jù)(可選),TCP消息頭部字段,? 源端口/目的端口：TSAP地址 ? 發(fā)送序號(hào)：所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一字節(jié)的序號(hào) ? 確認(rèn)序號(hào)：期望收到的數(shù)據(jù)(下一個(gè)消息)的第一字節(jié)的序號(hào) ? 首部長(zhǎng)度：單位為32位(雙字) ? 控制字段： 緊急位(URG)：1表示加急數(shù)據(jù)，此時(shí)緊急指針的值為加急 數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào) 確認(rèn)位(ACK)：1表示確認(rèn)序號(hào)字段有意義 急迫位(PSH)：1表示請(qǐng)求接收端的傳輸實(shí)體盡快交付應(yīng)用層 重建位(RST)：1表示出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)，必須釋放連接，重建 同步位(SYN)：SYN=1，ACK=0 表示連接請(qǐng)求消息 SYN=1，ACK=1 表示同意建立連接消息 終止位(FIN)：1表示數(shù)據(jù)已發(fā)送完，要求釋放連接 ? 窗口大小：通知發(fā)送方接收窗口的大小，即最多可以發(fā)送的字節(jié)數(shù),The TCP Service Model,(a) Four 512-byte segments sent as separate IP datagrams. (b) The 2048 bytes of data delivered to the application in a single READ CALL. Compare with file read&write,建立TCP連接：三次握手,,,主機(jī) 1,主機(jī) 2,,,SYN=1，ACK=0 Send_Seq=x,,SYN=1，ACK=1 Send_Seq=y, Ack_Seq=x+1,通知應(yīng)用進(jìn)程,,應(yīng)用進(jìn)程要求連接,,通知應(yīng)用進(jìn)程,Ack_Seq=y+1,,正常連接情形,連接釋放：文雅釋放,,,主機(jī) 1,主機(jī) 2,,FIN=1, Send_Seq=x,Ack_Seq= x+1,,,應(yīng)用進(jìn)程要求釋放連接,通知應(yīng)用進(jìn)程,,,應(yīng)用進(jìn)程要求釋放連接,,,,通知應(yīng)用進(jìn)程,FIN=1, Send_Seq= y,Ack_Seq= y+1,整個(gè)連接釋放,,TCP連接管理的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī),CLOSED,LISTEN,SYN RCVD,SYN SENT,ESTABLISHED,FIN WAIT1,FIN WAIT2,CLOSING,CLOSE WAIT,LAST ACK,TIMED WAIT,CLOSED,,客戶(hù)應(yīng)用進(jìn)程請(qǐng)求連接,,3 次握手建立連接,,釋放連接請(qǐng)求,,對(duì)方應(yīng)答,,,收到對(duì)方的 釋放請(qǐng)求,超時(shí),,LISTEN,,收到連接請(qǐng)求,,收到客戶(hù)端的確認(rèn),,收到對(duì)方的釋放請(qǐng)求,,釋放連接請(qǐng)求,,對(duì)方應(yīng)答,,收到對(duì)方的釋放請(qǐng)求,,對(duì)方應(yīng)答,,,對(duì)方請(qǐng)求+應(yīng)答,,釋放連接請(qǐng)求,,,,,拒絕連接,請(qǐng)求建立連接,同時(shí)建立連接,TCP的窗口管理,,發(fā)送端,接收端,,Send_Seq=0(0-2047),Ack_Seq= 2048，WIN=2048,,,應(yīng)用進(jìn)程交付2K,,,Ack_Seq= 4096, WIN= 0,向應(yīng)用進(jìn)程交付2K,,,空閑緩存,4K,2K,,Send_Seq=2048 (2048-4095),0,,Ack_Seq= 4096, WIN= 2048,2K,暫停發(fā)送,Send_Seq=4096 (4096- 5119),1K,應(yīng)用進(jìn)程交付2K,應(yīng)用進(jìn)程交付1K,,,TCP窗口管理的問(wèn)題,(1) 如果每收到應(yīng)用進(jìn)程的消息即發(fā)送，對(duì)于短消息，會(huì)浪費(fèi)帶寬 解決：A. 推遲發(fā)送確認(rèn)和窗口更新消息，以捎帶信息 B. Nagle 算法，盡量把短消息組合發(fā)送 (2) 糊涂窗口綜合癥 接收端每次只能向應(yīng)用進(jìn)程交付少量消息，窗口更新消息 只提供少量緩存，導(dǎo)致低效 解決：Clark 方法，禁止接收方頻繁發(fā)送窗口更新消息， 有一定空閑緩存后再發(fā)送,TCP Transmission Policy efficiency,TCP/IP overhead=20 bytes, TCP head + 20 bytes IP head When used in TELNET connection, 1 data bytes carried with 40 bytes overhead (41+40+40+41) Improvement algorithm Delay acknowledgement and window update reduce the load placed by the receiver Nagle’s algorithm send one segment unless either of the following condition exist: acknowledgement to last segment has been received buffered data fills half the window or a maximum segment,TCP Transmission Policy silly window syndrome,Clark’s solution The receiver should not send a window update until it can handle the MSS or its buffer is half empty, whichever is smaller,TCP Transmission Policy,A receiver avoids advertising a small window, A sender uses an adaptive scheme to delay transmission so it can clump data into large segments,TCP Congestion Control,The reason for packet timeout Noise on a transmission line Packet discard at a congested router TCP congestion control algorithm Assumption: all timeouts are caused by congestion Two flow factor receiver capacity: receiver window network capacity: congestion window,TCP Congestion Control network capacity and receiver capacity,(a) A fast network feeding a low capacity receiver. (b) A slow network feeding a high-capacity receiver.,TCP的流量控制,? 兩個(gè)潛在問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)容量和接收方容量 ? 發(fā)送方要保持2個(gè)窗口：擁塞窗口和接收方窗口(通知)，取較小的值為可以發(fā)送的字節(jié)數(shù) ? 擁塞控制的參數(shù)：擁塞窗口、接收方窗口、窗口臨界值 ? 擁塞控制算法： 在定時(shí)器不超時(shí)的情況下，擁塞窗口從1開(kāi)始以指數(shù)級(jí)增大； 到達(dá)臨界值時(shí)，按線性增大，直到和接收窗口相同； 一旦出現(xiàn)超時(shí)，臨界值減半，擁塞窗口降為1，重新開(kāi)始增大。,TCP Congestion Control Slow Start Algorithm,An example of the Internet congestion algorithm.,SS Examples,Consider the effect of using slow start on a line with a 10-msec round-trip time and no congestion. The receive window is 24 KB and the maximum segment size is 2 KB. How long does it take before the first full window can be sent? The first bursts contain 2K, 4K, 8K, and 16K bytes, respectively. The next one is 24 KB and occurs after 40 msec.,SS Examples (2),Suppose that the TCP congestion window is set to 18 KB and a timeout occurs. How big will the window be if the next four transmission bursts are all successful? Assume that the maximum segment size is 1 KB. The next transmission will be 1 maximum segment size. Then 2, 4, and 8.,UDP的格式,,,,0,31位,15,源端口,目的端口,,UDP長(zhǎng)度,檢查和,與TCP相同，檢查和的計(jì)算也包括12字節(jié)的偽首部： 源/目的IP地址、UDP協(xié)議號(hào)(17)和UDP長(zhǎng)度,復(fù)習(xí)題,1 比較數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和傳輸層協(xié)議. 2 Internet中常用的傳輸層協(xié)議 3 Slow start 算法, 關(guān)?鍵?詞： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 第八 傳輸 ppt 培訓(xùn) 課件

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總結(jié)

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