系列文章目录
第五章计算机网络之传输层6
计算机网络之传输层
- 系列文章目录
- 一、 面向连接传输协议-TCP
- 二、 TCP可靠数据传输
- 三、TCP发送方事件
- 四、 TCP接收方
- 五、TCP流量控制
- 六、TCP连接管理（三次握手）
- 七、TCP连接管理（三次握手）
- 八、拥塞控制
- 九、 ATM ABR拥塞控制案例（辅助的方法）
- 十、TCP拥塞控制
- 十一、 传输层总结
一、 面向连接传输协议-TCP
TCP概述
TCP概述：RFCs-793,1122,1323,2018,2581
TCP段结构
传输层处理的基本对象是段segments
sequence number 序列号 ack的序列号不是段的编码，而是利用数据的字节数来计算
U：紧急数据一般不使用 A:标志位，来指示是否有效的ACK P：利用该标志位立刻把数据推上层，一般不用
RSF：连接的建立和拆除的标志位
Receive window:接受窗口的大小，所能接受字节的数目，流量控制的
checksum:Internet校验和
TCP:序列号和ACK
1K个字节的数据拆成2个segment时，第二个segment不是2也不是1（第一个序列号为1第二个为2，第一个为0，第二个为1）
而是500或501
所以是字节的编好而不是segment的个数。
42是建立连接随机选择的，43之前所有字节都正确接收到。
telnet远程登录应用，使用的为TCP协议
远程登录到telnet上的一台主机上，你这边发送一个字符，那边收到后会回传。
二、 TCP可靠数据传输
TCP可靠数据传输概述（不考虑拥塞控制和流量控制和重复ACK）
TCP RTT和超时
估计的RTT是EstimatedRTT
DEVRTT是描述EstimatedRTT变化范围（大还是小）
三、TCP发送方事件
TCP发送端的程序
TCP重传示列
由于TCP是累积确认机制，所以会发ACK120而不是ACK100
TCP是累积确认机制
四、 TCP接收方
TCP ACK生成：RFC1122,RFC2581
cumulative ACK 累计确认ACK，确认两个段。
duplicate ACK重复ACK，指示你希望的ACK
TCP快速重传机制
TCP快速重传算法
五、TCP流量控制
左边，IP层（网络层）传输进来RevBuff，然后交给上层，应用进程处理。
蓝色区域表示可以接受数据的Buff
如果Rcvwindow=0，发送方被告知不能发送了，即便以后接收方处理完后，发送方也无法知道该信息了，即无法发送。（断开连接了）
所以，TCP机制中即使Rcvwindow=0，发送方依旧可以发送很小的段，因为进程也在处理中。
六、TCP连接管理（三次握手）
SYN报文段不携带任何数据，SYN携带SYN位-置为1，表示建立一个连接，传递客户机选择的初始序列号
服务器分配缓存，选择自己的初始的列号并且告知客户端，同时告诉客户机连接请求已经收到
客户机收到SYNACK后回复ACK报文段，这个时候SYN位-不置为1了，这步告诉服务器，我收到你同意我建立连接的报文段，该报文段可以包含数据
为什么要3次握手，2次行不行？
TCP连接管理：建立
在三次握手的第2次时候，服务器会建立缓存，如果第三次没有握手，服务器资源会保留一段时间，直到等它确认该连接不会建立了，收不到ACK,资源才会释放。
如果成千上万台电脑同时接入，然后第二次握手，客户端不发送ACK，服务器会怎么样？
TCP连接管理：关闭
客户机和服务器都可以发送关闭请求，多数是客户端发送。
等待阶段是为了确保服务器那端已经正确关闭，释放资源。
TCP客户端服务器的生命周期
七、TCP连接管理（三次握手）
建立过程3次
SYN报文段不携带任何数据，SYN携带SYN位-置为1，表示建立一个连接，传递客户机选择的初始序列号
服务器分配缓存，选择自己的初始的列号并且告知客户端，同时告诉客户机连接请求已经收到
客户机收到SYNACK后回复ACK报文段，这个时候SYN位-不置为1了，这步告诉服务器，我收到你同意我建立连接的报文段，该报文段可以包含数据
为什么要3次握手，2次行不行？
TCP连接管理：建立
在三次握手的第2次时候，服务器会建立缓存，如果第三次没有握手，服务器资源会保留一段时间，直到等它确认该连接不会建立了，收不到ACK,资源才会释放。
如果成千上万台电脑同时接入，然后第二次握手，客户端不发送ACK，服务器会怎么样？
TCP连接管理：关闭
客户机和服务器都可以发送关闭请求，多数是客户端发送。
等待阶段是为了确保服务器那端已经正确关闭，释放资源。
TCP客户端服务器的生命周期
八、拥塞控制
可靠数据传输解决的是个体（主机）分组丢失问题
拥塞控制解决的是群体（主机）分组丢失问题
流量控制是发送方不要发送过快以至于接收方接受不了
拥塞控制是以至于网络处理不了
拥塞的成因和代价
in定义的是主机AB的发送速率
out定义主机cd的接受速率
C表示的该链路的带宽速率
路由器有无限缓存-不会存在丢包-A和B没有重传机制
代价：delay（时延）大
场景一
场景二
带宽为R
情况a，不可能大于2/R，因为路由器buff有限。
场景3
A给C传输数据，当传到R2时候，R2的数据丢失了，之前路由器传输的数据就浪费掉了
网络瘫痪，网络所有资源浪费掉了。
拥塞的解决办法2种
网络层不提供服务（服务），端系统（host）负责
端系统控制自己的发送速率
九、 ATM ABR拥塞控制案例（辅助的方法）
ATM提供ABR服务
underloaded低负载
ATM网络中data cell 和 RM cell ,RM cell 穿插在 data cell 中，A发给B，中间经过的路由器，都会改变RM cell,接收方把RM cell 返回给发送方就知道该路径的路由器情况如何（接收方返回给发送方）
也有中间网络设备路由器可以直接给发送方提供拥塞情况
除了RM cell还有data cell
十、TCP拥塞控制
TCP拥塞控制基本原理
加性增-乘性减：AIMD
线性加，乘性减（减半）
这样可以快速把网络降下来，从而避免网络的更拥塞
慢启动:SS
刚连接时候，发送速率远远低于带宽，如果线性增长，就浪费带宽资源了，所以希望一开始快速增长。
慢启动与加性增-乘性减的切换（Threshold变量）
黑色代表慢启动与加性增-乘性减的切换
蓝色是早期的体系，也造成了资源的浪费（太保守）
Loss事件的处理
TCP拥塞控制总结
TCP拥塞控制算法
TCP性能分析
未来TCP
TCP公平性
TCP是公平的
粗红线是限制了带宽为R，所以要在粗红线所围区域内
当TCP和UDP共存时候，公平性
十一、 传输层总结
