主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 1
第 3讲 传输层之一
本讲目的,
? 理解传输层服务的原
理,
? 复用 /分用
? 可靠数据传输
? 流量控制
? 拥塞控制
? Internet传输层的实
现和实例
?教科书参考
?第 8章
本讲概述,
? 传输层的服务
? 复用 /分用
? 无连接的传输, UDP
? 可靠数据传输原理
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 2
传输服务和协议
? 提供运行在不同主机中 进
程间 的 逻辑通信
? 传输协议仅运行在端系统
中
? 传输 vs,网络层服务,
? 网络层, 在端系统间进行
通信
? 传输层, 在进程间进行通
信
? 依赖于,加强了,网络层的
服务
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physicalnetwork
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 3
传输层协议
Internet 传输服务,
? 可靠,按序点对点递交
(TCP)
? 拥塞控制
? 流量控制
? 连接建立
? 不可靠的 (“尽力而为” ),
无序的点对点或广播递交
,UDP
? 不能提供的服务,
? 实时性
? 带宽承诺
? 可靠的广播通信
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physicalnetwork
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 4
application
transport
network
M P2
application
transport
network
复用 /分用 (multiplexing/Demultiplexing)
回顾, segment （段） -
传输层实体间交换数据
的单位
?TPDU,传输层数据
单元
receiver
Ht
Hn
分用, 将接收到的段传
递给正确的应用层进程
segment
segment M
application
transport
network
P1
M
M M
P3 P4
segment
header
application-layer
data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 5
复用 /分用
复用 /分用,
? 基于发送方,接收方的端口
号,IP 地址
? 源,目的端口 #s 存在于
每个段中
? 回顾, 用于特定应用的常
用端口号（ well-known
port number）
从多个应用进程获取
数据,用首部 (便于随
后的分用 )封装数据
源端口 # 宿端口 #
32 bits
应用层数据
(报文 )
其他首部字段
TCP/UDP 段格式
复用,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 6
复用 /分用, 举例
主机 A 服务器 B
source port,x
dest,port,23
source port:23
dest,port,x
端口的使用, 简单的 telnet 应用
Web客户端
主机 A
Web
服务器 B
Web客户端
主机 C
Source IP,C
Dest IP,B
source port,x
dest,port,80
Source IP,C
Dest IP,B
source port,y
dest,port,80
端口的使用, Web 服务器
Source IP,A
Dest IP,B
source port,x
dest,port,80
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 7
UDP,用户数据报协议 [RFC 768]
?,最简约的” Internet 传
输协议
?,尽力而为的” 服务,UDP
数据段可以,
? 丢失
? 应用数据不按序到达
? 无连接,
? 在 UDP收发双方之间,无
需握手信号
? 每个 UDP 数据段的操作
都互相独立
为什么需要 UDP?
? 无需建立连接 (会增加
延迟 )
? 简单, 在收发双方之间
没有连接状态
? 段首较短
? 无拥塞控制, UDP 可按
需要随时发送
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 8
UDP,(续 )
? 经常为流媒体应用使用
? 允许数据丢失
? 对传输速率敏感
? 其他 UDP用途
(why?):
? DNS
? SNMP
? 若需要通过 UDP进行可靠
传输,在应用层增加可靠性
措施
? 在应用程序中 -专门的
出错恢复机制 !
源端口 # 宿端口 #
32 bits
应用层数据
(报文 )
UDP 数据报格式
length checksum
长度,UDP
段的字节数,
包括首部
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 9
UDP 校验和（ checksum）
发送方,
? 将段的内容看作一串 16
位整数
? checksum,作段内容
的加法 (补码和 )
? 发送方将补码和放入
UDP checksum 字段
接收方,
? 对接收到的段内容进行补码和
计算
? 检查计算结果是否与收到的校
验和相等,
? NO – 查出错误
? YES – 没查出错误, 但是仍
有可能存在错误?
目标, 检测传输段中的“错误” (e.g.,位错 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 10
可靠数据传输原理
? 在应用、传输、链路层都十分重要
? 属于网络工程的 top-10 课题之一 !
? 不可靠传输通道的特性将决定可靠传输协议 (rdt)的复杂性
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 11
可靠数据传输, 开始起步
发送方 接收方
rdt_send(),由上层进行调用,
(e.g.,应用进程,),将数据传入发送
方并由其传给接收方的上层
udt_send(),由 rdt调用,
将分组通过不可靠的信道传到
接收方
rdt_rcv(),当数据到达接受方时调
用
deliver_data(),由 rdt调
用 将数据递交给上层
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 12
可靠数据传输, 开始起步
我们将要,
? 逐步发展收发双方的可靠数据传输协议 (rdt)
? 仅考虑单向的数据传输
? 但控制信息将双向流动 !
? 使用有限状态机 (FSM) 来定义发送方,接收方
state
1 state2
事件导致状态的转换
在状态转换过程中的动作
状态, 当实体处于某个“
状态”时,下个状态
只能由下个事件来转
变
事件
动作
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 13
Rdt1.0,在可靠信道上进行可靠的数据传输
? 所依赖的信道非常可靠
? 不可能有位错
? 不会丢失数据
? 分别为发送方和接收方建立 FSMs,
? 发送方将数据送入所依赖的信道
? 接收方从所依赖的信道读出数据
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 14
Rdt2.0,在可能发送位错的信道上传输
? 所依赖的信道有可能在分组数据中出现位错
? 回顾, UDP checksum 可发现位错
? 问题, 如何从错误中恢复,
? 进行确认 (ACKs),由接收方法送报文向发送方进行确认
? 发送否认 (NAKs):由接收方法送报文向发送方进行否认，说明
分组有错
? 发送方在收到 NAK后进行分组重传
? 在人类交往中是不是也有 ACKs,NAKs?
? rdt2.0的新机制 (在 rdt1.0基础之上 ):
? 错误检测
? 接收方的反馈, 控制信息 (ACK,NAK) rcvr->sender
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 15
rdt2.0,有限状态机定义
发送方的 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 16
rdt2.0,运行过程 (未发现错误 )
发送方 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 17
rdt2.0:运行过程 (出错情况 )
发送方 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 18
rdt2.0 有一个致命的缺点 !
若 ACK/NAK 报文丢失?
? 发送方将不会知道接收端发
生了什么 !
? 假如进行重传, 可能发生数
据重复
怎么办?
? 发送 ACK/NAK 来回应接收
方的 ACK/NAK? 那么如果
发送方的 ACK/NAK 丢失?
? 重传,但可能可能导致重传
了正确的分组 !
管理重复的问题,
? 发送方给每个分组加上
sequence number （序号）
? 如果 ACK/NAK丢失，发送方
则重传正确的分组
? 接收方丢弃重复的分组 (不向
上递交 )
发送方法送一个分组，然
后等待接收方的响应
停等策略
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 19
rdt2.1,发送方,管理丢失的 ACK/NAK
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 20
rdt2.1,接收方,管理丢失的 ACK/NAK
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 21
rdt2.1,讨论
发送方,
? 给分组加 seq #
? 两个 #’s (0,1) 够否，
为什么?
? 必须查收 ACK/NAK
? 两倍的状态
? 必须,记忆” 状态，是
否,正确的”分组具有
0 或 1 seq,#
接收方,
? 必须查验接收到的分组
是否重复
? 状态可以指出 0 或 1 是
期望中的 seq #
? 注意, 接收方不会知道
最后的 ACK/NAK 是否
为发送方正确接收
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 22
rdt2.2,无 NAK的协议
? 其功能等同 rdt2.1,但
仅使用 ACK
? 不使用 NAK,接受方只
为最后正确接受的报文
发送 ACK
? 接收方必须显式表明 ACK
的 分组 seq #
? 发送方得到双重 ACK导
致 NAK的相同结果, 重
传正确的分组
发送方
FSM
!
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 23
rdt3.0,通道上可能出错和丢失数据
新的假设, 所依赖的信道
会丢失数据 (数据或
ACK)
? checksum,seq,#,
ACK,重发机制会有帮助
，但还远远不够
Q,如何处理数据丢失?
? 发送方可以等待，当某些
数据或 ACK 丢失时,进行
重传
? 想一想, 缺点?
方法, 发送方等待 ACK一段
“适当的” 时间
? 如果在这段时间里没有收到则
进行重传
? 如果分组 (或 ACK)仅仅被延迟
了 (没有丢失 ):
? 重传将导致重复,但使用
seq,#’s 可以控制
? 接收方必须定义被 ACK分组
的 seq #
? 需要进行倒计时
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 24
rdt3.0 发送方
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 25
rdt3.0 的运行
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 26
rdt3.0 的运行
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 27
rdt3.0的性能
? rdt3.0 可用,不过性能很糟
? 例如, 1 Gb/s 链路,15 ms 端对端的延迟,1KB 分组,
Ttransmit = 8kb/pkt10**9 b/sec = 8 ms
利用率 = U = = 8 microsec30.016 msecfraction of timesender busy sending = 0.00015
? 1KB 分组每 30 ms -> 33kB/sec 在 1 Gb/s 链路上的吞吐量
? 网络协议限制了物理资源的利用 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 28
流水线协议（参见 p79-84）
流水作业, 发送端允许发送多个,“悬在空中”,等待应
答的分组
? 必须增加顺序号的位数
? 在发送和接收端增加缓存
? 两种常用的流水线协议, 第 N个分组重发 (go-Back-N),
选择应答
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 29
从第 N个分组重发 (Go-Back-N)
发送方,
? 在分组首部设置 k位 seq #
? 使用尺寸为 N的“滑动窗口 (p80)”,允许连续的多个分组不被应答
? ACK(n),ACK所有 n号之前，包括 n号在内的分组 --,积累式 ACK”
? 可能产生重复的 ACK (见接收方 )
? 为每个未应答（ in-flight） 的分组设置计时器 (timer)
? 当发生超时,timeout(n),重传 n号和 n号以后的 所有 分组
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 30
GBN,发送方扩展的 FSM
上层调用：
ACK的接收 超时事件
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 31
GBN,接收方扩展的 FSM
接收方举例,
? ACK-only,总是对正确接收到的分组中按序（ in-
order ）对最高 seq # 进行 ACK
? 可以产生重复的 ACKs
? 仅仅需要记住 expectedseqnum（预期的序号）
? 失序分组,
? 丢弃 (不缓存 ) -> 不进行接收缓存 !
? 接收到的分组中按序对最高 seq # 进行 ACK
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 32
GBN
的运行
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 33
选择应答 (SR)-p84
? 接收方逐个对所有正确收到的分组进行应答
? 如有必要，对接收到的（失序）分组进行缓存,以便最后对
上层进行有序递交
? 发送方仅对未收到应答的分组进行重发
? 发送方未每个 unACKed 分组设置计时器
? 发送方的窗口
? N 个连续的 seq #’s
? 同样对已发送的 seq #s,unACKed分组进行限制
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 34
选择应答, 发送方,接收方的窗口
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 35
选择应答
上层数据到达,
? 如果窗口中的下一个序号可
用，发送分组
timeout(n):第 n个计时器跳
? 重发分组 n,计时器复位
ACK(n) 到达
[sendbase,sendbase+N]:
? 标记分组 n 已经收到
? 如 n为 unACKed分组中的最小
值,将窗口下沿前推倒下一
个 unACKed seq #
发送方
分组 n到达 [rcvbase,rcvbase+N-
1]
? 发送 ACK(n)
? 失序, 缓存
? 有序, 递交到上层 (同时递交
缓存中的其他有序分组 ),将
窗口前推倒下一个尚未收到
的分组
分组 n到达 [rcvbase-N,rcvbase-
1]
? 虽然接收方曾经确认，但仍
然需要 ACK(n)
其他情况, 忽略分组
接收方
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 36
选择应答的运行
第 3讲 传输层之一
本讲目的,
? 理解传输层服务的原
理,
? 复用 /分用
? 可靠数据传输
? 流量控制
? 拥塞控制
? Internet传输层的实
现和实例
?教科书参考
?第 8章
本讲概述,
? 传输层的服务
? 复用 /分用
? 无连接的传输, UDP
? 可靠数据传输原理
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 2
传输服务和协议
? 提供运行在不同主机中 进
程间 的 逻辑通信
? 传输协议仅运行在端系统
中
? 传输 vs,网络层服务,
? 网络层, 在端系统间进行
通信
? 传输层, 在进程间进行通
信
? 依赖于,加强了,网络层的
服务
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physicalnetwork
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 3
传输层协议
Internet 传输服务,
? 可靠,按序点对点递交
(TCP)
? 拥塞控制
? 流量控制
? 连接建立
? 不可靠的 (“尽力而为” ),
无序的点对点或广播递交
,UDP
? 不能提供的服务,
? 实时性
? 带宽承诺
? 可靠的广播通信
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physicalnetwork
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 4
application
transport
network
M P2
application
transport
network
复用 /分用 (multiplexing/Demultiplexing)
回顾, segment （段） -
传输层实体间交换数据
的单位
?TPDU,传输层数据
单元
receiver
Ht
Hn
分用, 将接收到的段传
递给正确的应用层进程
segment
segment M
application
transport
network
P1
M
M M
P3 P4
segment
header
application-layer
data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 5
复用 /分用
复用 /分用,
? 基于发送方,接收方的端口
号,IP 地址
? 源,目的端口 #s 存在于
每个段中
? 回顾, 用于特定应用的常
用端口号（ well-known
port number）
从多个应用进程获取
数据,用首部 (便于随
后的分用 )封装数据
源端口 # 宿端口 #
32 bits
应用层数据
(报文 )
其他首部字段
TCP/UDP 段格式
复用,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 6
复用 /分用, 举例
主机 A 服务器 B
source port,x
dest,port,23
source port:23
dest,port,x
端口的使用, 简单的 telnet 应用
Web客户端
主机 A
Web
服务器 B
Web客户端
主机 C
Source IP,C
Dest IP,B
source port,x
dest,port,80
Source IP,C
Dest IP,B
source port,y
dest,port,80
端口的使用, Web 服务器
Source IP,A
Dest IP,B
source port,x
dest,port,80
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 7
UDP,用户数据报协议 [RFC 768]
?,最简约的” Internet 传
输协议
?,尽力而为的” 服务,UDP
数据段可以,
? 丢失
? 应用数据不按序到达
? 无连接,
? 在 UDP收发双方之间,无
需握手信号
? 每个 UDP 数据段的操作
都互相独立
为什么需要 UDP?
? 无需建立连接 (会增加
延迟 )
? 简单, 在收发双方之间
没有连接状态
? 段首较短
? 无拥塞控制, UDP 可按
需要随时发送
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 8
UDP,(续 )
? 经常为流媒体应用使用
? 允许数据丢失
? 对传输速率敏感
? 其他 UDP用途
(why?):
? DNS
? SNMP
? 若需要通过 UDP进行可靠
传输,在应用层增加可靠性
措施
? 在应用程序中 -专门的
出错恢复机制 !
源端口 # 宿端口 #
32 bits
应用层数据
(报文 )
UDP 数据报格式
length checksum
长度,UDP
段的字节数,
包括首部
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 9
UDP 校验和（ checksum）
发送方,
? 将段的内容看作一串 16
位整数
? checksum,作段内容
的加法 (补码和 )
? 发送方将补码和放入
UDP checksum 字段
接收方,
? 对接收到的段内容进行补码和
计算
? 检查计算结果是否与收到的校
验和相等,
? NO – 查出错误
? YES – 没查出错误, 但是仍
有可能存在错误?
目标, 检测传输段中的“错误” (e.g.,位错 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 10
可靠数据传输原理
? 在应用、传输、链路层都十分重要
? 属于网络工程的 top-10 课题之一 !
? 不可靠传输通道的特性将决定可靠传输协议 (rdt)的复杂性
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 11
可靠数据传输, 开始起步
发送方 接收方
rdt_send(),由上层进行调用,
(e.g.,应用进程,),将数据传入发送
方并由其传给接收方的上层
udt_send(),由 rdt调用,
将分组通过不可靠的信道传到
接收方
rdt_rcv(),当数据到达接受方时调
用
deliver_data(),由 rdt调
用 将数据递交给上层
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 12
可靠数据传输, 开始起步
我们将要,
? 逐步发展收发双方的可靠数据传输协议 (rdt)
? 仅考虑单向的数据传输
? 但控制信息将双向流动 !
? 使用有限状态机 (FSM) 来定义发送方,接收方
state
1 state2
事件导致状态的转换
在状态转换过程中的动作
状态, 当实体处于某个“
状态”时,下个状态
只能由下个事件来转
变
事件
动作
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 13
Rdt1.0,在可靠信道上进行可靠的数据传输
? 所依赖的信道非常可靠
? 不可能有位错
? 不会丢失数据
? 分别为发送方和接收方建立 FSMs,
? 发送方将数据送入所依赖的信道
? 接收方从所依赖的信道读出数据
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 14
Rdt2.0,在可能发送位错的信道上传输
? 所依赖的信道有可能在分组数据中出现位错
? 回顾, UDP checksum 可发现位错
? 问题, 如何从错误中恢复,
? 进行确认 (ACKs),由接收方法送报文向发送方进行确认
? 发送否认 (NAKs):由接收方法送报文向发送方进行否认，说明
分组有错
? 发送方在收到 NAK后进行分组重传
? 在人类交往中是不是也有 ACKs,NAKs?
? rdt2.0的新机制 (在 rdt1.0基础之上 ):
? 错误检测
? 接收方的反馈, 控制信息 (ACK,NAK) rcvr->sender
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 15
rdt2.0,有限状态机定义
发送方的 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 16
rdt2.0,运行过程 (未发现错误 )
发送方 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 17
rdt2.0:运行过程 (出错情况 )
发送方 FSM 接收方 FSM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 18
rdt2.0 有一个致命的缺点 !
若 ACK/NAK 报文丢失?
? 发送方将不会知道接收端发
生了什么 !
? 假如进行重传, 可能发生数
据重复
怎么办?
? 发送 ACK/NAK 来回应接收
方的 ACK/NAK? 那么如果
发送方的 ACK/NAK 丢失?
? 重传,但可能可能导致重传
了正确的分组 !
管理重复的问题,
? 发送方给每个分组加上
sequence number （序号）
? 如果 ACK/NAK丢失，发送方
则重传正确的分组
? 接收方丢弃重复的分组 (不向
上递交 )
发送方法送一个分组，然
后等待接收方的响应
停等策略
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 19
rdt2.1,发送方,管理丢失的 ACK/NAK
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 20
rdt2.1,接收方,管理丢失的 ACK/NAK
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 21
rdt2.1,讨论
发送方,
? 给分组加 seq #
? 两个 #’s (0,1) 够否，
为什么?
? 必须查收 ACK/NAK
? 两倍的状态
? 必须,记忆” 状态，是
否,正确的”分组具有
0 或 1 seq,#
接收方,
? 必须查验接收到的分组
是否重复
? 状态可以指出 0 或 1 是
期望中的 seq #
? 注意, 接收方不会知道
最后的 ACK/NAK 是否
为发送方正确接收
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 22
rdt2.2,无 NAK的协议
? 其功能等同 rdt2.1,但
仅使用 ACK
? 不使用 NAK,接受方只
为最后正确接受的报文
发送 ACK
? 接收方必须显式表明 ACK
的 分组 seq #
? 发送方得到双重 ACK导
致 NAK的相同结果, 重
传正确的分组
发送方
FSM
!
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 23
rdt3.0,通道上可能出错和丢失数据
新的假设, 所依赖的信道
会丢失数据 (数据或
ACK)
? checksum,seq,#,
ACK,重发机制会有帮助
，但还远远不够
Q,如何处理数据丢失?
? 发送方可以等待，当某些
数据或 ACK 丢失时,进行
重传
? 想一想, 缺点?
方法, 发送方等待 ACK一段
“适当的” 时间
? 如果在这段时间里没有收到则
进行重传
? 如果分组 (或 ACK)仅仅被延迟
了 (没有丢失 ):
? 重传将导致重复,但使用
seq,#’s 可以控制
? 接收方必须定义被 ACK分组
的 seq #
? 需要进行倒计时
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 24
rdt3.0 发送方
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 25
rdt3.0 的运行
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 26
rdt3.0 的运行
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 27
rdt3.0的性能
? rdt3.0 可用,不过性能很糟
? 例如, 1 Gb/s 链路,15 ms 端对端的延迟,1KB 分组,
Ttransmit = 8kb/pkt10**9 b/sec = 8 ms
利用率 = U = = 8 microsec30.016 msecfraction of timesender busy sending = 0.00015
? 1KB 分组每 30 ms -> 33kB/sec 在 1 Gb/s 链路上的吞吐量
? 网络协议限制了物理资源的利用 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 28
流水线协议（参见 p79-84）
流水作业, 发送端允许发送多个,“悬在空中”,等待应
答的分组
? 必须增加顺序号的位数
? 在发送和接收端增加缓存
? 两种常用的流水线协议, 第 N个分组重发 (go-Back-N),
选择应答
主讲人,西安交通大学 程向前 第 3讲 传输层之一 29
从第 N个分组重发 (Go-Back-N)
发送方,
? 在分组首部设置 k位 seq #
? 使用尺寸为 N的“滑动窗口 (p80)”,允许连续的多个分组不被应答
? ACK(n),ACK所有 n号之前，包括 n号在内的分组 --,积累式 ACK”
? 可能产生重复的 ACK (见接收方 )
? 为每个未应答（ in-flight） 的分组设置计时器 (timer)
? 当发生超时,timeout(n),重传 n号和 n号以后的 所有 分组
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GBN,发送方扩展的 FSM
上层调用：
ACK的接收 超时事件
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GBN,接收方扩展的 FSM
接收方举例,
? ACK-only,总是对正确接收到的分组中按序（ in-
order ）对最高 seq # 进行 ACK
? 可以产生重复的 ACKs
? 仅仅需要记住 expectedseqnum（预期的序号）
? 失序分组,
? 丢弃 (不缓存 ) -> 不进行接收缓存 !
? 接收到的分组中按序对最高 seq # 进行 ACK
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GBN
的运行
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选择应答 (SR)-p84
? 接收方逐个对所有正确收到的分组进行应答
? 如有必要，对接收到的（失序）分组进行缓存,以便最后对
上层进行有序递交
? 发送方仅对未收到应答的分组进行重发
? 发送方未每个 unACKed 分组设置计时器
? 发送方的窗口
? N 个连续的 seq #’s
? 同样对已发送的 seq #s,unACKed分组进行限制
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选择应答, 发送方,接收方的窗口
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选择应答
上层数据到达,
? 如果窗口中的下一个序号可
用，发送分组
timeout(n):第 n个计时器跳
? 重发分组 n,计时器复位
ACK(n) 到达
[sendbase,sendbase+N]:
? 标记分组 n 已经收到
? 如 n为 unACKed分组中的最小
值,将窗口下沿前推倒下一
个 unACKed seq #
发送方
分组 n到达 [rcvbase,rcvbase+N-
1]
? 发送 ACK(n)
? 失序, 缓存
? 有序, 递交到上层 (同时递交
缓存中的其他有序分组 ),将
窗口前推倒下一个尚未收到
的分组
分组 n到达 [rcvbase-N,rcvbase-
1]
? 虽然接收方曾经确认，但仍
然需要 ACK(n)
其他情况, 忽略分组
接收方
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选择应答的运行
