TCPIP工作原理教案传输控制协议TCP省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第7章 传输控制协议（TCP）1第1页本章学习目标本章学习目标n了解面向连接概念n了解TCP报文端结构及其首部各个字段意义n了解TCP连接建立和关闭过程n了解TCP确保可靠性机制：次序号、超时与重传和确认n了解TCP流量控制方法n了解TCP拥塞控制策略2第2页7.1 TCP协议 1.TCP连接 2.数据流传输 3.可靠传输 3第3页TCP连接nTCP协议与UDP一个主要不一样之处是TCP是面向连接而UDP是非连接 nTCP传输数据前必须先在发送者和接收者之间经过握手建立一个连接 4第4页TCP惯用端口号5第5页数据流传输 nTCP协议只是把应用程序要传输数据当成无结构能够分成字节比特流 nTCP协议“不知道”所传输数据意义6第6页可靠传输 nTCP是可靠传输层协议，它使用各种技术来确保数据可靠交付 7第7页7.2 TCP报文段结构报文段结构8第8页报文段头部报文段头部 n源端口（16比特）：报文段发送者端口号 n目标端口（16比特）：报文段接收者端口号 n次序号（32比特）：TCP为每个要传送字节分配一个正整数，称为次序号。9第9页报文段头部（续）报文段头部（续）n确认号（32比特）：当控制位ACK置位时，此域包含次序号为接收端希望接收下一个字节次序号。n首部长度（4比特）：以32比特为单位报文段首部长度，即指出数据区在报文段中位置。n保留位（6比特）：保留未用，全置为0。10第10页报文段头部（续）报文段头部（续）n控制位（6比特）nURG：置位时表示紧急指针字段有效。nACK：置位时表示确认号字段有效。nPSH：置位时表示本报文段要求PUSH操作，此时TCP会马上发送缓冲区中数据，而无须等候缓冲区填满；在接收端，TCP马上把接收到数据送给应用程序。nRST：置位时表示连接复位，用于在连接发生异常时复位连接。nSYN：置位时表示与对方同时次序号。nFIN：置位时表示发送方没有数据发送了，用于关闭连接。11第11页报文段头部（续）报文段头部（续）n窗口（16比特）：指出接收方能够接收最大字节数，能够认为是接收端缓冲区大小。n校验和（16比特）：用于检测数据是否在传输过程中受到破坏。12第12页校验和计算所用到伪头部格式13第13页报文段头部（续）报文段头部（续）n紧急指针（16比特）:当URG位置位时此字段才有效。有效时标识了此报文段中紧急数据最终一个字节相对于此保文段数据区第一个字节偏移量。n可选项：此字段位数是可变，没用到位用0填充使其长度为32比特。14第14页7.3 TCP连接管理连接管理n 连接建立n 连接关闭15第15页TCP连接建立-三次握手过程16第16页TCP连接关闭 17第17页7.4 次序号和确认次序号和确认n次序号（Sequence number）是一个正整数。当TCP要发送数据时，它随机选择一个初始次序号，次序号依次递加，按次序分配给后续每个字节数据18第18页次序号次序号n次序号最大值为（）。当数据过大，次序号超出此数，则次序号 对取模 19第19页次序号示例 20第20页接收端对接收数据确认21第21页7.5 滑动窗口机制和流控制（滑动窗口机制和流控制（Flow control）n为了充分利用网络带宽，提升网络运行效率，TCP采取滑动窗口机制控制数据发送22第22页滑动窗口示例23第23页7.6 糊涂窗口症状（Silly window syndrome）24第24页防止糊涂窗口 n在发送端，预防逐一字节地发送数据，而是搜集了一定数量数据后再打包发送-Nagle 算法n接收端糊涂窗口一个处理方法是延迟发送确认 n另一个处理方法称为Clark方法 25第25页7.7 拥塞控制（拥塞控制（Congestion control）n当在网络中传输数据过多而超出网络容量时，数据传输延时将大大增加，这就造成拥塞发生。拥塞发生后，首先数据延迟严重，另外路由器因为超载而丢弃数据，这些都会使得发送端重传更多报文，更多报文进入到网络中又加剧网络拥塞情况。假如这种情况连续下去，将发生所谓拥塞瓦解现象 26第26页预防发生拥塞瓦解 nTCP采取了限制发送端发送数据多少和速率方法 27第27页7.8 溢出时间和重传溢出时间和重传n为了确保可靠性，TCP要求接收端对收到数据进行确认。TCP为每个发送报文段安排了一个定时器并设定一个溢出时间，假如在定时器溢出时还未收到确认信号，发送端则重新发送数据 28第28页溢出时间合理-自适应重传算法29第29页7.9 TCP连接状态转换图连接状态转换图nTCP连接主要经过连接建立、数据传输和连接关闭三个阶段，在各个不一样阶段，TCP连接可能处于不一样状态 n状态转换图说明各个状态转换关系状态转换图说明各个状态转换关系30第30页31第31页TCP有限状态机各个状态描述有限状态机各个状态描述 32第32页小结小结nTCP是一个主要网络协议，它为应用程序提供了可靠面向连接数据流传输服务。nTCP使用次序号、确认和重传等技术确保传输可靠性。n滑动窗口机制使得TCP能有效地使用网络资源。经过改变窗口大小和通告窗口，TCP能够对流量进行一定控制。nTCP还提供了拥塞防止、慢开启和加速递减等算法来处理网络发生拥塞情况.33第33页