可靠的数据流传输服务
—— TCP：传输控制协议
TCP的服务
? 端到端的面向连接的服务
? 可靠的连接建立和较好的连接释放
? 完全可靠性
? 全双工通信
? 流接口
?应用程序将数据流发送给 tcp
?在 TCP流中，每个数据字节都被编号（序号）
?Tcp层将数据流分成数据段并以序号来标识
可靠的建立连接：三次握手协议
滑 动 窗 口
释放连接：改进的三次握手协议
提供可靠性
? 防丢失：确认，超时后重传；带重传的
肯定确认技术
? 收到，发确认（ ACK）
? 设定时器，源端在时限内没有收到 ACK，则
重发
? 防重复 &防乱序：给数据赋予序号
传输效率和流量控制
? 使用滑动窗口机制
? 收发双方都有一个缓冲区，相当于窗口
? TCP端到端流量控制技术：窗口大小可变
技术
? 可随时改变窗口大小，确认时告诉源端接收
方现在的缓冲区大小（窗口通告），以便源
端扩大或缩小它的窗口大小。
? 可用 0窗口通告使发送方停止发送
TCP报文格式
0 31位3 10 15
源端口 目的端口
发送序号
18
确认序号
校验和
选项和填充（ ?0 ）
首部
长度
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
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
? 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，连接必须释放、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
? 校验和（必选）：覆盖范围为,12B的伪首部；首部；数据
TCP拥塞控制
? 拥塞：交换节点数据报负载过重的现象。此时会丢失
报文。
? TCP的拥塞控制：
? 拥塞窗口,TCP为每个连接保留一个拥塞窗口值，其大小以字
节为单位。但它的增加或减小以 MSS（最大报文段长度）为单
位
? TCP计算的发送窗口 =min(接收端窗口通告，拥塞窗口 )
? 加速递减：当出现超时重传时，立即将拥塞窗口大小减半，对
保留在窗口中的数据，将重传定时器加倍。（指数级递减）
? 慢启动：拥塞解除后，每收到一个确认，拥塞窗口增加一个
MSS，当拥塞窗口恢复到原大小的一半时，进入, 拥塞避免,
状态，即窗口中所有报文段的确认都收到后，才将拥塞窗口增
加一个 MSS。（算术级增加，防止振荡）
网络层对改善 TCP拥塞控制的支持
? 如果不提供支持机制，使用 尾部丢弃,
当队列满时丢掉每一个到来的报文，会
造成 TCP全局性同步,即大量的 TCP连接
只是为了丢掉以两个报文而进入了慢启
动状态。
? 随机早期丢弃（ RED）：
不丢弃 随机丢弃 全部丢弃
Tmin Tmax
接收队列
—— TCP：传输控制协议
TCP的服务
? 端到端的面向连接的服务
? 可靠的连接建立和较好的连接释放
? 完全可靠性
? 全双工通信
? 流接口
?应用程序将数据流发送给 tcp
?在 TCP流中，每个数据字节都被编号（序号）
?Tcp层将数据流分成数据段并以序号来标识
可靠的建立连接：三次握手协议
滑 动 窗 口
释放连接：改进的三次握手协议
提供可靠性
? 防丢失：确认，超时后重传；带重传的
肯定确认技术
? 收到，发确认（ ACK）
? 设定时器，源端在时限内没有收到 ACK，则
重发
? 防重复 &防乱序：给数据赋予序号
传输效率和流量控制
? 使用滑动窗口机制
? 收发双方都有一个缓冲区，相当于窗口
? TCP端到端流量控制技术：窗口大小可变
技术
? 可随时改变窗口大小，确认时告诉源端接收
方现在的缓冲区大小（窗口通告），以便源
端扩大或缩小它的窗口大小。
? 可用 0窗口通告使发送方停止发送
TCP报文格式
0 31位3 10 15
源端口 目的端口
发送序号
18
确认序号
校验和
选项和填充（ ?0 ）
首部
长度
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
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
? 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，连接必须释放、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
? 校验和（必选）：覆盖范围为,12B的伪首部；首部；数据
TCP拥塞控制
? 拥塞：交换节点数据报负载过重的现象。此时会丢失
报文。
? TCP的拥塞控制：
? 拥塞窗口,TCP为每个连接保留一个拥塞窗口值，其大小以字
节为单位。但它的增加或减小以 MSS（最大报文段长度）为单
位
? TCP计算的发送窗口 =min(接收端窗口通告，拥塞窗口 )
? 加速递减：当出现超时重传时，立即将拥塞窗口大小减半，对
保留在窗口中的数据，将重传定时器加倍。（指数级递减）
? 慢启动：拥塞解除后，每收到一个确认，拥塞窗口增加一个
MSS，当拥塞窗口恢复到原大小的一半时，进入, 拥塞避免,
状态，即窗口中所有报文段的确认都收到后，才将拥塞窗口增
加一个 MSS。（算术级增加，防止振荡）
网络层对改善 TCP拥塞控制的支持
? 如果不提供支持机制，使用 尾部丢弃,
当队列满时丢掉每一个到来的报文，会
造成 TCP全局性同步,即大量的 TCP连接
只是为了丢掉以两个报文而进入了慢启
动状态。
? 随机早期丢弃（ RED）：
不丢弃 随机丢弃 全部丢弃
Tmin Tmax
接收队列
