文档介绍：课题:TCP协议
目的要求:掌握TCP协议的流量控制机制、拥塞控制机制和链路管理机制
教学重点:TCP拥塞控制
教学难点:TCP的链路管理
教学课时:2课时
教学方法:多媒体
TCP 的流量控制与拥塞控制1. 滑动窗口的概念
TCP 采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节。
在 TCP 报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限。
发送窗口在连接建立时由双方商定。但在通信的过程中,接收端可根据自己的资源情况,随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。
收到确认即可前移
100
200
300
400
500
600
700
800
900
101
201
301
401
501
601
701
801
1
发送窗口
可发送
不可发送
指针
发送端要发送 900 字节长的数据,划分为 9 个 100 字节长的报文段,而发送窗口确定为 500 字节。
发送端只要收到了对方的确认,发送窗口就可前移。
发送 TCP 要维护一个指针。每发送一个报文段,指针就向前移动一个报文段的距离。
收到确认即可前移
100
200
300
400
500
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800
900
101
201
301
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701
801
1
可发送
不可发送
指针
100
200
300
400
500
600
700
800
900
101
201
301
401
501
601
701
801
1
发送窗口
可发送
不可发送
指针
发送窗口前移
发送端已发送了 400 字节的数据,但只收到对前 200 字节数据的确认,同时窗口大小不变。
现在发送端还可发送 300 字节。
已发送
并被确认
已发送但
未被确认
100
200
300
400
500
600
700
800
900
101
201
301
401
501
601
701
801
1
已发送
并被确认
已发送但
未被确认
可发送
不可发送
指针
100
200
300
400
500
600
700
800
900
101
201
301
401
501
601
701
801
1
已发送
并被确认
可发送
不可
发送
指针
发送窗口前移
发送窗口缩小
发送端收到了对方对前 400 字节数据的确认,但对方通知发送端必须把窗口减小到 400 字节。
现在发送端最多还可发送 400 字节的数据。
利用可变窗口大小进行流量控制双方确定的窗口值是 400
SEQ = 1
SEQ = 201
SEQ = 401
SEQ = 301
SEQ = 101
SEQ = 501
ACK = 201, WIN = 300
ACK = 601, WIN = 0
ACK = 501, WIN = 200
主机 A
主机 B
允许 A 再发送 300 字节(序号 201 至 500)
A 还能发送 200 字节
A 还能发送 200 字节(序号 301 至 500)
A 还能发送 300 字节
A 还能发送 100 字节(序号 401 至 500)
A 超时重发,但不能发送序号 500 以后的数据
允许 A 再发送 200 字节(序号 501 至 700)
A 还能发送 100 字节(序号 501 至 700)
不允许 A 再发送(到序号 600 的数据都已收到)
SEQ = 201
丢失!
2. 慢开始和拥塞避免
发送端的主机在确定发送报文段的速率时,既要根据接收端的接收能力,又要从全局考虑不要使网络发生拥塞。
因此,每一个 TCP 连接需要有以下两个状态变量:
接收端窗口 rwnd (receiver window) 又称为通知窗口(advertised window)。
拥塞窗口 cwnd (congestion window)。
接收端窗口 rwnd 和拥塞窗口 cwnd
(1) 接收端窗口 rwnd 这是接收端根据其目前的接收缓存大小所许诺的最新的窗口值,是来自接收端的流量控制。接收端将此窗口值放在 TCP 报文的首部中的窗口字段,传送给发送端。
(2) 拥塞窗口 cwnd (congestion window) 是发送端根据自己估计的网络拥塞程度而设置的窗口值,是来自发送端的流量控制。
发送窗口的上限值
发送端的发送窗口的上限值应当取为接收端窗口 rwnd 和拥塞窗口 cwnd 这两个变量中较小的一个,即应按以下公式确