《現(xiàn)代通信網(wǎng)》課件第五章 互聯(lián)網(wǎng)-03

2024/8/191第五章互聯(lián)網(wǎng)及TCP/IP協(xié)議5.1互聯(lián)網(wǎng)概述5.2網(wǎng)絡(luò)層5.3路由協(xié)議5.4傳輸層

5.5應(yīng)用層5.6IPv6與MPLS2024/8/192互聯(lián)網(wǎng)的傳輸層applicationtransportnetworkdatalinkphysicalapplicationtransportnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicallogicalend-endtransport問題：位于不同主機(jī)上的兩個進(jìn)程相互間如何通信？2024/8/193三個概念進(jìn)程（process)運(yùn)行在一個OS之上的應(yīng)用段（segment）傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸單元流（flow）進(jìn)程間通信信道上的一個業(yè)務(wù)流2024/8/194傳輸層設(shè)計(jì)思想用不同的傳輸層協(xié)議支持不同類型的應(yīng)用！2024/8/195運(yùn)輸層的服務(wù)地址：標(biāo)識本地進(jìn)程差錯控制校驗(yàn)和可靠性：重發(fā)糾錯與順序控制速率控制流量控制擁塞控制2024/8/196TCP/UDP報文段格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認(rèn)號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16位緊急指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDP報文段格式TCP報文段格式16位UDP長度2024/8/197進(jìn)程的標(biāo)識：端口號端口號：16比特，應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識套接字（Socket）：<IP地址,端口號>Socket是雙向的。連接標(biāo)識連接的標(biāo)識：={本地Socket,遠(yuǎn)端Socket}本地Socket=<源IP地址,源端口號>遠(yuǎn)端Socket=<目的IP地址,目的端口號>2024/8/198進(jìn)程的標(biāo)識：端口號端口號的分類IANA(InternetAssignedNumbersAuthority):端口號的分配管理機(jī)構(gòu)類型取值范圍說明知名端口(Well-knownPorts)0～1023由IANA分配，用于提供知名的公眾服務(wù)的服務(wù)器進(jìn)程，例如Web，F(xiàn)TP，Email等。注冊端口（RegisteredPorts）1024～49151由IANA分配，主要用于私有服務(wù)器進(jìn)程，但也可用于客戶進(jìn)程，一般沒有嚴(yán)格的限制動態(tài)/私有端口(Dynamic/PrivatePorts)49152～65535由主機(jī)按需分配給本地客戶進(jìn)程2024/8/199進(jìn)程的標(biāo)識：端口號知名端口號端口號傳輸層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議20TCPftp（數(shù)據(jù)信道）21TCPftp（控制/命令信道）23TCPtelnet25TCPSmtp（SimpleMailTransferProtocol）53TCP+UDPDNS（DomainNameSystem）67UDPBOOTP/DHCP（BootstrapProtocol/

DynamicHostConfigurationProtocol）(服務(wù)器端)68UDPBOOTP/DHCP（客戶端）80TCPhttp（HypertextTransferProtocolorWorldWideWeb）110TCPpop3（PostOfficeProtocolversion3）143TCPImap（InternetMessageAccessProtocol）161UDPSnmp（SimpleNetworkManagementProtocol）161UDPSnmptrap（SimpleNetworkManagementProtocol）179TCPBGP（BorderGatewayProtocol）520UDPRIP（RoutingInformationProtocolv1,v2）2024/8/1910TCP的連接2024/8/1911TCP的連接-示例12024/8/1912TCP的連接-示例22024/8/1913TCP的連接-示例32024/8/1914TCP報文段格式2024/8/1915TCP報文段中字段的含義順序號：當(dāng)SYN＝1，代表初始序號ISN；其它時候SN表示該段中第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號。確認(rèn)號：代表TCP接收端期望接收的下一個字節(jié)的序號，累積確認(rèn)方式。頭部長度：以32bit為單位，描述頭部的長度。窗口大?。?6比特，基于收方的窗口流控起始字節(jié)序號=確認(rèn)號。最后一個字節(jié)序號=確認(rèn)號+窗口大小校驗(yàn)和：對整個TCP報文段+12字節(jié)偽IP頭進(jìn)行校驗(yàn)。標(biāo)志位：6個2024/8/1916TCP連接建立：三次握手要點(diǎn)：SYN相當(dāng)于1個字節(jié)；ISN的隨機(jī)化/Half-open問題；2024/8/1917TCP數(shù)據(jù)傳輸2024/8/1918TCP連接釋放：四次握手2024/8/1919TCP的流量控制問題：如何限制發(fā)送者的速率以實(shí)現(xiàn)收發(fā)速率匹配？鏈路層采用固定窗口大小的流量控制。收到證實(shí)消息自動滑動窗口以發(fā)送更多數(shù)據(jù)TCP采用由接收方通知發(fā)送方可用窗口大?。ㄐ庞昧浚┝骺貦C(jī)制。原因？主機(jī)到主機(jī)的往返時延RTT（round-triptime)變化大。2024/8/1920TCP信用量流控機(jī)制涉及三個字段：順序號SEQ，確認(rèn)號ACK，窗口尺寸W傳輸?shù)拿總€字節(jié)均分配一個SEQ。當(dāng)發(fā)送方收到一個返回的報文段ACK＝i，W＝j(luò)，它的含義是：序號0～i-1的字節(jié)都被確認(rèn)，下一個期望接收的字節(jié)是i.發(fā)送方新的窗口大小為W＝j(luò)，合法的窗口內(nèi)的序號為i到i+j-1。2024/8/1921確定TCP的窗口大小如何動態(tài)確定合理的W值？W的取值與RTT有關(guān)設(shè)往返時延RTT，線路速率＝R。則當(dāng)W≧RTT×R時，不會造成發(fā)送端因等待確認(rèn)信號，所引起的線路空閑。直觀上，W與RTT成正比。但實(shí)際上W太大無意義，只會增加緩沖區(qū)的開銷。2024/8/1922確定RTTTCP采用觀察最近的報文段的往返時延的方法來估計(jì)RTT。RTT估值公式首次測量時：估值RTT(1)=RTT(1)

估值RTT(i+1)＝（1-a）×估值RTT(i)＋a×RTT(i+1)

--其中，參考值a=0.125?！綬FC2988】--含義是，使RTT對短暫的時延變化不敏感。2024/8/1923TCP的丟失重傳機(jī)制由于網(wǎng)絡(luò)層不提供反饋信息，為保證可靠傳輸，TCP采用超時/重傳機(jī)制來處理報文段的丟失問題。丟失的定義：超時或連續(xù)收到三個冗余的ACK。如何設(shè)定超時定時器RTO？RetransmissionTime-Out

顯然，RTO必須大于RTT，否則會造成不必要的重傳。2024/8/1924RTO的估算公式如何根據(jù)RTT確定RTO？首次測量：估值RTT(1)=RTT(1)，DevRTT

=RTT(1)/2以后每次測量執(zhí)行如下計(jì)算：DevRTT(i+1)＝（1－?）×DevRTT(i)＋?×|RTT(i+1)－估值RTT（i）|估值RTO(i+1)＝估值RTT(i+1)＋4×DevRTT(i+1)

---?推薦值＝0.25.2024/8/1925TCP:重傳示例注：證實(shí)消息丟失，而未超時的情況下，采用累積證實(shí)也不會出問題2024/8/