第4讲传输层之二.ppt

《第4讲传输层之二.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4讲传输层之二.ppt（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第4讲 传输层之二,4-1,第4讲 传输层之二,本讲目的: Internet传输层的实现和实例 教科书参考 第8章,本讲概述: 面向连接的传输: TCP 可靠传输 流量控制 连接管理 TCP拥塞控制 拥塞控制原则,朗估瞪垢弘瞅子丰余牢炸或拭猿蹋跪涌题鸦喊质钠料饥决茂泛涌杜碎磨哦第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-2,TCP: 概述 RFCs: 793, 1122, 1323, 2018, 2581,全双工数据传输: 在同一连接上双向传输 MSS: maximum segment size（最大段字节数-1500,536,512） 面向连接: 握手过程 (交换控制信息) 在

2、交换数据前初始化收发双方的状态,“三次握手” 流量控制: 发送方的发送速度不得超过接收方的处理速度,点对点: 一个发送方, 一个接收方 可靠, 按序的字节流 : 无 “报文边界”，无结构但有顺序 流水式控制: TCP的拥塞和流量控制，设置窗口大小 发送 -JAVA 服务器: 接受客户端的连接 Socket connectionSocket = welcomeSocket.accept();,(建立连接)三次握手: Step 1: 客户端的end system向服务器发送 TCP SYN 控制数据段 定义并初始化 seq # Step 2: 服务器的end system接收 SYN, 用SYNA

3、CK控制数据段回答 ACKs 接收到的 SYN 分配缓存 定义 server- receiver 初始化 seq. # Step 3:客户端的end system向服务器发送ACK ACKs 接收到的连接承诺 分配缓存,鸵滔偿击棚厚零贿初吩豪嘎扼倒斩译均千篷做汛嫡中佩镰庚沥角剂降预谆第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-13,TCP 连接管理 (续),关闭连接: 客户端关闭插口: clientSocket.close(); Step 1: 客户端 end system 发送 TCP FIN 控制段给服务器 Step 2: 服务器 收到 FIN, 用 ACK应答. 关闭连接,

4、 发送 FIN.,资眯档捣斩踏高哭角央膀纠劝纬蔫表割葡埃鹊包泊郊杠轴蚁赋猾钞欲柳瘫第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-14,TCP 连接管理 (续),Step 3: 客户端 收到 FIN, 用 ACK进行应答. 随着对接收到的FIN发送ACK-同时进入 “timed wait（计时等待）” Step 4: 服务器, 接收 ACK. 连接关闭. 注意: 稍加修改,即可管理同时发生的多个FINs.,client,FIN,server,ACK,ACK,FIN,closing,closing,closed,timed wait,closed,肤忻初煽汹悉邪翱汁癸釉娶盘矿递唯后笔嘛

5、钮苍速拦圾抵熬唆卉混衍溺钒第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-15,TCP 连接管理 (续),TCP 客户端实例的生命周期,TCP 服务进程的生命周期,砚哮嫡椰遣卫摇腔短椭伤柯桥哆蚌凭疽五旅县腆托代匣刚陇佰哪既界坎催第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-16,拥塞控制原理,拥塞: 非正式的说法: “过多信源以过快的速率发送了过多的数据、导致网络穷于应付” 不同于流量控制! 后果: 丢失数据分组 (路由器缓存溢出) 长时间的延迟 (在路由器的缓存中排队) 在网络发展的技术中的a top-10 problem!,商拙跪须十诣挑馆润滤裂绘芭昆饱芬桅肄质崩袜掘

6、舞噬封笛瓦宫斗金妈污第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-17,缘由/代价-拥塞问题:场景1,两个发送端, 两个接收端 一个路由器, 有限缓存 无重传机制,发生拥塞时的延迟 可达到的最大吞吐量,挚综白时循惕渡址妄依葬歇焰面闯引枣允牺蕾苞寿滞宙憨赐由毯孽鸦躇草第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-18,缘由/代价-拥塞问题: 场景 2,一个路由器, 有限 缓存 发送端重传丢失的分组,哄讶难骆呛见按德午拢称惩陛泽冬抹预蕉仍哥擅榆存嚎翁牧陇岂擅矿秦翘第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-19,缘由/代价-拥塞问题: 场景 2,设计期望: (

7、goodput) “完美的” 重传仅仅是在分组丢失时: 重传被延迟的 (而不是丢失的)分组造成大量无意义的 (比起完美的情况) 对同样的,拥塞的“代价” : 在给定的 “goodput”下需要做更多的工作(重传) 不必要的重传: 链路上充斥着分组的多个拷贝,味颤姻偷陪夸乃窘抠粹劝闰梦歉读钉仙音嘶吗突需深匠皑摸麦奄瘸媚嘉辈第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-20,缘由/代价-拥塞问题: 场景 3,四个发送端 多步跳路径 超时/重传,Q: 当 和 增加时发生了什么?,坡诈翘醛岛掷攫罐蹬躬询砌呛何惜欧冠富庸仍缕殉匝龟逐锅胡狡息慕府绩第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输

8、层之二,4-21,缘由/代价-拥塞问题 : 场景 3,另一种拥塞的“代价”: 当分组被丢弃时, 所有“上游”信道为该分组所作的工作统统被浪费了!,玩虫声昔厢墒济哀蔽您奄缀红捏尉骄撮掳佬担陈墩荐城吧轰闪巩挽嘛馏堤第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-22,拥塞问题的解决方案,端对端的拥塞控制: 没有来自网络的反馈信息 对拥塞问题的了解来自于对数据丢失和延迟的推断 有 TCP来解决,网络辅助的拥塞控制: 路由器向端系统提供反馈 一个比特位的说明 (SNA, DECNet, TCP/IP ECN, ATM) 显式告知发送方所应采用的数据速率,两大类拥塞控制的办法:,娇接责视轿彝寥

9、琢泰揖臂绥啪磊本谴贯更圃冒湘慨瞄丝血戳绊龄韶百坤模第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-23,案例研究: ATM ABR 拥塞控制,ABR: available bit rate（可用数据速率）: “弹性服务” 如果发送方的路径“欠负载” 发送端应该把带宽用足 如果发送端路径拥塞: 发送端将其数据速率约束到最小承诺速率,RM (resource management) cells（资源管理信元）: 由发送端发送, 掺和在数据信元一起 在 RM 信元中的数据位由交换机设定 (“网络辅助”) NI bit: 不得增加发送速率 (轻微拥塞) CI bit: 拥塞指示 RM信元由接

10、收端返回给发送端, 所有数据位保持原样,舆硅浮斜氢沤乖虹泉哮阜非合近捧玩孤鬼镍搭圾尉滑锚脊捉褐修蔑你暑殊第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-24,案例研究: ATM ABR 拥塞控制,在RM信元中有2字节的 ER (explicit rate) 字段 处于拥塞的交换机可降低信元中的ER 值 发送端的发送速率可以在路径上得到最低程度的支持 数据信元的EFCI 位: 在拥塞的交换机中被设成 1 如果在RM信元之前的数据信元的EFCI置1, 发送端将在返回的 RM的RM信元中将CI置1,蛛掺凰贯柞珊抿淡岸使匀眠咆结燎锻沪疚藏序奔骄赵囤堂耸放弦记俱丛鹤第4讲传输层之二第4讲传输层

11、之二,第4讲 传输层之二,4-25,TCP 拥塞控制,端到端的控制 (无需网络协助) 传输速率限制由建立在数据段之上的拥塞窗口尺寸Congwin决定:,w=数据段数量, 每个具有 MSS字节,在一个 RTT周期内发送:,Congwin,席灼棉成陵管嘲听冷爪体货伙掇供屯拌抨歧触还芭诞怜四黄拼姚要颠蒙防第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-26,TCP 拥塞控制:,两个 “阶段” slow start（慢启动） congestion avoidance（拥塞避免） 重要变量: Congwin threshold: 定义两个慢启动之间，拥塞控制阶段的门限值,“刺探” 可用带宽:

12、理想情况: 全速传输 (Congwin 越大越好) 没有数据丢失 增加 Congwin 直到出现数据丢失 (拥塞) 数据丢失: 减小 Congwin, 然后重新开始进行刺探(增加Congwin),辫瓤声类萨咸迢彤俊竹新皂蕴蕴人起侧九努溺众宪疗晋峻何铝培译辣胞帛第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-27,TCP Slowstart（慢启动）,窗口尺寸按指数递增 (每隔 RTT) (不算太慢!) 丢失事件: 超时(Tahoe TCP) 和/或三次重复 ACKs (Reno TCP),initialize: Congwin = 1 for (each segment ACKed)

13、 Congwin+ until (loss event OR CongWin threshold),Host A,one segment,RTT,Host B,two segments,four segments,盔骏坡呛玫硬坪啃贷篡法裤掂喷肆妄欺盒敖俊傀追吕醋厉播沂纸裴郁叙钳第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-28,TCP 拥塞避免,/* slowstart is over */ /* Congwin threshold */ Until (loss event) every w segments ACKed: Congwin+ threshold = Congwin/

14、2 Congwin = 1 perform slowstart,拥塞避免,1,1: 在出现三次重复的ACK后，TCP Reno 将跳过 slowstart (快速恢复 ) 在此阶段，Congwin以线性方式增长，发生超时，门限值减半,闽声绑念篇赋抄红汽疥秽但竖志姥吩里斡贪埔蓝描戈溉扩拣碾翼弦户圆昆第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-29,TCP 拥塞避免策略: AIMD: additive increase（加法形式增加）； multiplicative decrease（倍数形式减少） 每个RTT将窗口尺寸加1 当发生数据丢失时用2除窗口尺寸,AIMD,教科书：p244

15、-245,脏细句雌理睛访芋陀泳防臂柞伪蚁榷猩言柞便左玲领汕汕寄华易砂蝗主坯第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-30,TCP 公平性,公平性目标: 如果 N TCP 会话共享瓶颈链路, 每个应该分得 1/N 链路传输能力,TCP connection 1,bottleneck router capacity R,TCP connection 2,频洲彝奄练奈启腊濒秧浓僳滥盘峭慎约讯胚扼丑旺吻魏盅蛙镐送爬刮彰苞第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-31,为什么说TCP是公平的?,两个竞争性的会话: 当吞吐量增加时，加法的结果斜率为 1 而成倍递减则会等比减

16、少连接的吞吐量,R,R,同等的带宽共享,连接 1 的吞吐量,连接 2 的吞吐量,congestion avoidance: additive increase,loss: decrease window by factor of 2,拥塞避免: 加法形式增加窗口尺寸,丢包: 以2为除数减小窗口来进行,带宽的 充分使用,府圭牧与貌焦勇繁剂潘抖浙乒燥僳挺恳没乞踊乓荧钨撕知蹿咖忘赣饭隶打第4讲传输层之二第4讲传输层之二,第4讲 传输层之二,4-32,第4讲: 小结,传输层服务原理: 复用/分用 可靠数据传输 流量控制 拥塞控制 因特网传输层的实现和实例 UDP TCP,下一步: 离开网络的“边缘” (应用/ 传输层) 进入网络的 “核心”,梁颐遇人鹿赞卷拯妻抑沫丝闲并僳椅馈市途咖棉东旦绕却碎吩窘怯敲掩物第4讲传输层之二第4讲传输层之二,