计算机网络基椽第八章(传输层)(全)ppt培训课件

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第八章 传输层,传输层的地位、功能 传输层与数据链路层的比较 Internet的传输协议TCP,8.1 传输层概述,,,应用层,,,,传输层,网络层,数据链路层,物理层,,面向信息 处理,面向 通信,用户 功能,,网络 功能,一、传输层的地位及作用,1. 传输层的地位：整个体系结构的核心,2. 传输层的功能,? 基本功能：提供端到端(进程-进程)的可靠通信，即向高层用户 屏蔽通信子网的细节，提供通用的传输接口,网络1,网络2,,AP1,AP2,,AP3,AP4,,,,,,,,,,,,,传输实体,AP1,,,,,,传输实体,AP4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,端到端通信,主机A,主机B,,,,,,,,通用的传输接口,传输协议 2,传输协议 1,网络层服务 1,网络层服务 2,? 主要功能：,? 传输协议的简单/复杂决定于子网服务的多少,传输连接管理,端到端的顺序控制、差错检测及恢复、QoS监测,加急数据传送,3. 传输层协议与数据链路层协议的区别,,,,,,,,,,,,,,,,网络,物理信道,数据链路层 的环境,传输层 的环境,结点1,结点2,主机A,主机B,寻址、连接管理、超时设置、缓存和流量控制的复杂度不同,8.2 因特网的传输协议--- TCP和UDP,? TCP(传输控制协议)：提供面向连接服务 UDP(用户数据报协议)：提供无连接服务,? 端口： TSAP = 端口号 + NSAP地址 熟知(公认)端口：常用的应用服务的端口,TCP消息格式,,,,,,,,,,0,31位,3,10,15,源端口,目的端口,发送序号,,,18,确认序号,检查和,选项和填充( ?0 ),,,,,,首部长度,URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN,保留,窗口大小,,紧急指针,,数据(可选),TCP消息头部字段,? 源端口/目的端口：TSAP地址 ? 发送序号：所发送的数据的第一字节的序号 ? 确认序号：期望收到的数据(下一个消息)的第一字节的序号 ? 首部长度：单位为32位(双字) ? 控制字段： 紧急位(URG)：1表示加急数据，此时紧急指针的值为加急 数据的最后一个字节的序号 确认位(ACK)：1表示确认序号字段有意义 急迫位(PSH)：1表示请求接收端的传输实体尽快交付应用层 重建位(RST)：1表示出现严重差错，必须释放连接，重建 同步位(SYN)：SYN=1，ACK=0 表示连接请求消息 SYN=1，ACK=1 表示同意建立连接消息 终止位(FIN)：1表示数据已发送完，要求释放连接 ? 窗口大小：通知发送方接收窗口的大小，即最多可以发送的字节数,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连接：三次握手,,,主机 1,主机 2,,,SYN=1，ACK=0 Send_Seq=x,,SYN=1，ACK=1 Send_Seq=y, Ack_Seq=x+1,通知应用进程,,应用进程要求连接,,通知应用进程,Ack_Seq=y+1,,正常连接情形,连接释放：文雅释放,,,主机 1,主机 2,,FIN=1, Send_Seq=x,Ack_Seq= x+1,,,应用进程要求释放连接,通知应用进程,,,应用进程要求释放连接,,,,通知应用进程,FIN=1, Send_Seq= y,Ack_Seq= y+1,整个连接释放,,TCP连接管理的有限状态自动机,CLOSED,LISTEN,SYN RCVD,SYN SENT,ESTABLISHED,FIN WAIT1,FIN WAIT2,CLOSING,CLOSE WAIT,LAST ACK,TIMED WAIT,CLOSED,,客户应用进程请求连接,,3 次握手建立连接,,释放连接请求,,对方应答,,,收到对方的 释放请求,超时,,LISTEN,,收到连接请求,,收到客户端的确认,,收到对方的释放请求,,释放连接请求,,对方应答,,收到对方的释放请求,,对方应答,,,对方请求+应答,,释放连接请求,,,,,拒绝连接,请求建立连接,同时建立连接,TCP的窗口管理,,发送端,接收端,,Send_Seq=0(0-2047),Ack_Seq= 2048，WIN=2048,,,应用进程交付2K,,,Ack_Seq= 4096, WIN= 0,向应用进程交付2K,,,空闲缓存,4K,2K,,Send_Seq=2048 (2048-4095),0,,Ack_Seq= 4096, WIN= 2048,2K,暂停发送,Send_Seq=4096 (4096- 5119),1K,应用进程交付2K,应用进程交付1K,,,TCP窗口管理的问题,(1) 如果每收到应用进程的消息即发送，对于短消息，会浪费带宽 解决：A. 推迟发送确认和窗口更新消息，以捎带信息 B. Nagle 算法，尽量把短消息组合发送 (2) 糊涂窗口综合症 接收端每次只能向应用进程交付少量消息，窗口更新消息 只提供少量缓存，导致低效 解决：Clark 方法，禁止接收方频繁发送窗口更新消息， 有一定空闲缓存后再发送,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,? 两个潜在问题：网络容量和接收方容量 ? 发送方要保持2个窗口：拥塞窗口和接收方窗口(通知)，取较小的值为可以发送的字节数 ? 拥塞控制的参数：拥塞窗口、接收方窗口、窗口临界值 ? 拥塞控制算法： 在定时器不超时的情况下，拥塞窗口从1开始以指数级增大； 到达临界值时，按线性增大，直到和接收窗口相同； 一旦出现超时，临界值减半，拥塞窗口降为1，重新开始增大。,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长度,检查和,与TCP相同，检查和的计算也包括12字节的伪首部： 源/目的IP地址、UDP协议号(17)和UDP长度,复习题,1 比较数据链路层协议和传输层协议. 2 Internet中常用的传输层协议 3 Slow start 算法, 关 键 词： 计算机网络 第八 传输 ppt 培训 课件

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