第七讲传输层协议TCP和UDP-(ch.ppt

第7章传输控制协议TCP7.1概述①面向数据流；
②虚电路连接；
③有缓冲的传输；
④无结构的数据流；
⑤全双工连接。7.2提供可靠性
1.防丢失–带重传的肯定确认技术两个问题:
如何对待重复的数据？
定时器时限设置多长？3.RTT与重传定时器（1）早期的方法
R：RTT的估计值
M：本次测量的RTT值
RT0：定时时限
修改估计值:R←αR+（1-α）M
（0≤α<1，通常取α=0.9）
计算时限:RT0=βR
（β早期取2，后改为4）
缺陷:在RTT变化较大的场合，说明网络某处处于拥塞状态，但上述方法对此反映不敏感，从而造成不必要的重传，进一步加重网络负担。（2）改进的方法
R：RTT的估计值
M：本次测量的RTT值
RT0：定时时限
Diff：差值
Dev：平均偏差的估计值
Diff←M-R
R←R+δ*Diff
Dev←Dev+ρ*(|Diff|-Dev)（Dev的估计值）
RT0←R+η*Dev
δ、ρ在0—1之间，通常取：
δ=1/23，ρ=1/22，η=22（3）Karn算法和定时器补偿
确认二义性：对于重传的报文段，收到确认后是对哪一次传输的确认无法确定。
结果：RTT样本值无法使用；
Karn算法：
思想：当超时重传发生时，不再更新RTT估计器，忽略重传样本。
定时器补偿：
超时重传发生，加大定时时限：RT0←γ*RT0
（γ通常取2，即指数避退）。
对重传分组的后续分组，定时时限不变，直到获得一个新的有效样本时再更改时限值。7.3传输效率和流量控制-滑动窗口机制

思想：允许发送方不必等确认到来就可继续发送下面的分组，但规定一个上限。若多个分组的确认未到时，则暂停发送。2.TCP的滑动窗口技术3.TCP端到端流量控制-窗口大小可变技术
时机：目的主机缓冲区变小而不能接收源主机更多的数据时，就要进行流量控制。
TCP技术：可随时改变窗口大小。目的主机在确认时，还向源主机告知目的主机接收缓冲区的大小。1.什么是SWS？
接收方的小窗口通告造成发送方发送一系列小的报文段，严重浪费网络带宽。
2.启发式的避免策略：
接收方：
（1）避免小窗口通告，在零窗口通告之后，只在可用缓冲区显著增加（缓冲区空间的一半或一个MSS）后才发送新的窗口通告
（2）推迟确认（最多500ms），窗口大小不到避免SWS策略所需的尺寸时，不确认。
为了使发送方正确估计RTT，至少每隔一个报文段要进行正常的确认。发送方：避免小报文段发送
Nagle算法:自适应推迟传输以便将数据组块
（1）连接建立后，最初的数据会立即发送。
（2）当缓冲区中数据不足一个报文段，则推迟发送。等到一个确认来到（确认触发）时，发送缓冲区中的小报文段。
问题：可能出现死锁吗？
确认丢失。

①Nagle算法的两个优点：
自适应：确认到达得越快，数据也就发送得越快；
计算简单：不需要定时器。
②可关闭Nagle算法，应用程序接口一般提供选项TCP-NODELAY来关闭Nagle算法。拥塞：交换节点（如路由器）数据报负载过重的现象。
回顾：IP层的拥塞控制技术：
（ICMP源站抑制报文），是一种被动机制。
TCP拥塞控制的必要性：在TCP层，拥塞造成时延增加，这又会造成超时重传，控制不当会进一步加重拥塞。
TCP采用了一种主动控制机制。
1.拥塞控制技术：
①拥塞窗口cwnd
②加速递减技术
③慢启动技术缺点：不能用socket编程实现，
保活定时器（间隔：2小时）
①为每一分组赋予序号。
11TCP攻击实例
确认二义性：对于重传的报文段，收到确认后是对哪一次传输的确认无法确定。
Kind=2(1byte)
◆应用层指明队列的最大长度
H冒充B向A发送SYN报文
第一版TCP：定义了选项表结束、无操作、MSS（最大报文段长度。
ActiveConnections
如何对待重复的数据？
此时，除了紧急数据和窗口试探报文外，不发其它数据。
若收到的报文失序，则丢失的报文段到达时，它的时间戳被回显。
240:httpsESTABLISHED
…101…200201…320321…399
紧急数据发送和带外数据
(1)发SYN报文到目的主机的目标端口80KB2.IP层对改善TCP性能的支持
路由器发生拥塞时，早期的策略是尾部丢弃：当队列满时，丢弃随后到达的每一个数据报。
结果造成全局性同步：大量TCP连接只是被丢弃了一两个报文段而进入慢启动状态。
解决方案：RED–随机早期丢弃
方法：设置Tmin和Tmax，通常Tmax=2Tmin
①若队列长度<Tmin，则不丢弃。
②若队列长度>Tmax，则丢弃新数据报。
③若队列长度在Tmin—Tmax之间，则以概率P丢弃新报。P是动态变化的，通常正比于队列长度。
缺陷：突发数据时造成丢弃过多
改进：avg=(1-r)*avg+r*curr