計算機網路 運輸層

2021-07-17 00:18:36 字數 2517 閱讀 5550

問題

一、運輸層為相互通訊的的應用程序提供邏輯通訊

問題二、埠和套接字的意義

問題三、理解udp和tcp協議

問題四、在不可靠的網路上實現可靠傳輸的工作原理

問題五、tcp的滑動視窗、流量控制、擁塞控制和連線管理

1、埠

應用層所有的應用程序都可以通過運輸層傳送到ip層,這就是復用;運輸層從ip層收到資料報後必須向上交付給指定的應用程序,這就是分用。在運輸層使用協議埠號。雖然通訊的終點是應用程序,但是只要把要傳送的報文交到目的主機的某乙個合適的埠,剩下的工作就由tcp來完成。

注意:這種在協議棧層間的抽象的協議埠是軟體埠,和路由器或交換機上的硬體埠是完全不同的概念。軟體埠是應用層的各種協議程序與運輸實體進行層間互動的一種位址。

tcp/ip的運輸層 用乙個16位的埠號來標識乙個埠

2、使用者資料報協議udp

在傳送資料之前不需要先建立連線,遠地主機在收到udp報文之後,不需要給出任何確認。

3、傳輸控制協議tcp

tcp主要特點

4、可靠傳輸的工作原理

我們知道,tcp傳送的報文段是交給ip層傳送的,但ip層只能提供盡最大努力交付,也就是說tcp下面的網路所提供的是不可靠的傳輸。因此,tcp必須採用適當的措施才能使兩個運輸層之間的通訊變得可靠。

(1)停止等待協議

使用上述的確認和重傳機制,就可以在不可靠的網路上實現可靠的通訊。

被稱為自動重傳請求協議(arq)。

(2)連續arq協議和滑動視窗協議

傳送放維持傳送視窗,意義是:位於傳送視窗內的5個分組都可以連續傳送出去,而不需要等待對方的確認,這樣可以提高通道的利用率。傳送方每收到乙個確認,就把傳送視窗向前移動乙個分組的位置。接收方一般都是採用累積確認的方式。也就是說,接收方不必對收到的的分組逐個傳送確認,而是在收到幾個分組後,對按序到達的最後乙個分組傳送確認。

5、tcp報文段的首部格式

tcp雖然是面向位元組流的,但是tcp傳輸的資料單元確是報文段。乙個tcp報文段分為首部和資料兩部分。tcp首部20個位元組是固定的。

6、tcp可靠傳輸的實現過程

(1)以位元組為單位的滑動視窗

7、tcp的流量控制

利用滑動視窗實現流量控制!一般來說,我們總是希望資料傳輸的更快一些。但如果傳送方把資料傳送的過快,接收方就可能來不及接收,這會造成資料的丟失。所謂流量控制就是讓傳送方的傳送速率不要太快,要讓接收方來得及接收。

注意到:b向a傳送的3個報文段都設定了ack=1,只有在ack=1時確認號字段才有意義。

8、tcp擁塞控制

對資源的需求》可用資源!

(1)慢開始和擁塞避免

傳送方維持著乙個叫做擁塞視窗的狀態變數,擁塞視窗的大小取決於網路的擁塞程度,並且動態地變化。傳送方讓自己的傳送視窗等於擁塞視窗。我們知道,當網路發生擁塞時,路由器就要丟棄分組,只要傳送方沒有按時收到應當到達的確認報文,就可以猜測網路出現了阻塞

慢開始演算法:

當主機開始傳送資料時,由小到大主鍵增大傳送視窗,先把擁塞視窗cwnd設定為乙個最大報文段mss,每收到乙個新的報文段確認後,將mss增加至多乙個mss數值,逐步增大傳送方的擁塞視窗,可以使分組注入到網路的速率更加合理。即慢開始的原理就是:每經過乙個傳輸輪次,擁塞視窗就加倍。

慢開始不是指cwnd的增長速度慢,而是值tcp開始傳送報文段的時候先設定cwnd=1,然後逐漸增大cwnd。為了防止cwnd增長過大引起網路阻塞,還需要這是乙個慢開始門限sstresh狀態變數。

擁塞避免:讓擁塞視窗cwnd緩慢地增大,即每經過乙個rtt往返時間就把傳送方的擁塞視窗cwnd+1,而不是加倍。這樣擁塞視窗cwnd按線性規律緩慢增長。

無論是在滿開始階段還是擁塞避免階段,只要傳送方判斷網路出現擁塞,就把滿開始門限sstresh設定為出現擁塞時的傳送視窗值的一半。然後把cwnd重新設定為1。

(2)快重傳和快恢復

如果傳送方設定的超時計數器時限已到但還沒有收到確認,那麼可能是網路出現了擁塞,致使報文在網路中的某處被丟棄。這種情況下,tcp馬上把擁塞視窗cwnd減小到1,並執行慢開始演算法,同時將滿開始門限值減半。真維斯不使用快重傳的情況。

使用快重傳的情況:接收方每收到乙個失序 的報文段後就立即發出重複確認(為的是使傳送方及早知道有報文段沒有到達對方)而不要等待自己傳送資料時才進行捎帶確認。傳送方只要一連收到3個重複確認就應當立即重傳對方尚未收到的報文段,而不必等待重傳計時器到期,由於傳送方能盡早重傳未被確認的報文段,可以使整個網路的吞吐量提高約20%。

快恢復:當傳送方連續收到三個重複確認時,就執行「乘法減小」演算法,把慢開始門限減半,這是為了預防傳送擁塞,接下來不執行滿開始演算法,而是把cwnd設定為慢開始門限減半後的數值,然後開始擁塞避免演算法。

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