计算机网络Computer Networking(八、传输层复习(第二部分))

Apr 17, 2017

参考来源：原创

可靠传输状态机

其实这个破玩意超级简单，但是为什么书上的图要搞的那么复杂。

大概是要维护一个成绩的正态分布吧（笑。

rdt 1.0

特点：基于可靠信道。

过程：A给B直接发送包，B直接收到包，不会有任何问题。

rdt 2.0

特点：信道不可靠，包可能损坏，导入了ACK机制

过程：A给B直接发送包，等待B发回ACK后才继续发包，B接收包，收到了就发ACK，收到了坏的包就发NAK

rdt 2.1

特点：不可靠信道，ACK本身可能损坏，导入了序号机制

过程：A给B发送包，标记包为0，等待B发回ACK后就发标记为1的包，如此继续。B也维护一个变量，为0的时候收到标记为0的包，才会发ACK，为1的时候收到标记为1的包，才会发ACK。

rdt 2.2

特点：将包的标记直接放到ACK当中

过程：A给B发送包，必须轮流收到ACK0和ACK1才能正常发包，否则重传。B也是，维护一个分组序号，由ACK报文实现。

rdt 3.0

特点：最终版，没有什么问题，引入了超时重传机制。

四种过程：

正常

A给B发送pkt0, B收到后给A发送ACK0，A收到后给B发送pkt1，B收到后给A发送ACK1…

丢包

A给B发送pkt0, B收到后给A发送ACK0，A收到后给B发送pkt1

pkt1丢失了，A等待ACK1，未果。

于是超时了，A重传。

丢失ACK

A给B发送pkt0, B收到后给A发送ACK0，ACK0丢失，A等待ACK0，未果。

于是超时了，A重传pkt0, B收到了重复了的pkt0, 冗余机制打开，把多的扔掉，返回ACK0

过早就开始超时重传

A给B发送pkt0, B收到后给A发送ACK0，A给B发送pkt1, 还没等B发回ACK1，A就超时重传了。

这样B收到了第一个pkt1, 返回ACK1， 又收到了pkt1, 冗余机制开启，扔掉多余的，还是返回ACK1

A接受到了第一个ACK1，发送pkt2, A接收到了第二个ACK1，什么都不做。

到此结束了。

流量控制

这个东西也很简单，就是不知道考到什么程度，先写一个最简单的，到时候看需不需要补充。

引入原因： 防止发送方过快的发送数据使接收方缓存溢出，比如应用程序处理数据过慢的时候，容易发生这样的事。

怎么解决：TCP让发送方维护一个【接受窗口】的东西来提供流量控制服务。

接受窗口是什么：给发送方一个指示，即接收方还有多少可以用的缓存空间，由于TCP是全双工通信，所以双方都要各自维护一个【接受窗口】

接收窗口：

image

rwnd = RcvBuffer - (LastByteRcved - LastByteRead)

实现流程：

  1. 主机A给主机B发送数据
  2. 主机B通知主机A，还有多少可用空间(rwnd)
  3. 主机A轮流跟踪两个变量(LastByteSend, LastByteAcked)
  4. 要保证LastByteSent - LastByteAcked = rwnd
  5. 当B的接收窗口为0时，A继续不停的发送一个字节的报文段去试探，直到确认B有了一个非空的rwnd为止

拥塞控制原理

拥塞控制算法：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复

这一篇文章讲得非常的好，我将会引用在本文

慢开始

  1. 主机开始发送数据的时候，如果直接发送很大的数据，可能GG
  2. 先慢慢试探，从小达大发送拥塞窗口数值
  3. 刚开始可以将cwnd设为MSS的值，然后每次都翻倍
  4. 为了防止cwnd增长引起拥塞，设置一个慢开始门限，ssthresh

具体过程

  1. TCP连接初始化，拥塞窗口为1
  2. 执行慢开始算法，cwnd按2^n的指数型递增
  3. 直到cwnd == ssthresh的时候，开始执行拥塞避免算法，线性增长
  4. 当网络发生了拥塞，那么ssthresh设置为开始的一半或者某个数值，cwnd重新设置为1，按步骤2继续执行

如下图：

image

快重传和快恢复

一条TCP连接有时候会因为等待重传计时器的超时而空闲较长时间，慢开始和拥塞避免无法很好的解决这类问题，因此提出了快重传和快恢复。

快重传：在某些情况下更早重传丢失的报文段（比如当连续收到三个ACK的时候）

如下图:

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