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信系第7章、傳輸層第7章、傳輸層學(xué)習(xí)目標(biāo)

傳輸層是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵層之一。一定要弄清楚以下幾個(gè)重要概念：?理解傳輸層的作用。?了解端口和套接字的意義。?了解傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的關(guān)系。?了解無連接的UDP的特點(diǎn)。?了解面向連接的TCP的特點(diǎn)。?掌握在不可靠的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟怼?掌握TCP的滑動(dòng)窗口、流量控制、擁塞控制和連接管理第7章、傳輸層7.1傳輸層協(xié)議7.2用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP7.3傳輸控制協(xié)議TCP7.4技能訓(xùn)練1:常用命令7.1傳輸層協(xié)議7.1.1傳輸層的作用7.1.2進(jìn)程之間的通信7.1.3傳輸層協(xié)議7.1.4多路復(fù)用與多路分解7.1.1傳輸層的作用在TCP/IP模型中，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用層，應(yīng)用層再將數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層。傳輸層負(fù)責(zé)在兩個(gè)應(yīng)用程序之間建立臨時(shí)通信會(huì)話以及在它們之間傳遞數(shù)據(jù)。傳輸層工作在OSI參考模型（開放系統(tǒng)互連參考模型，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO在1977年提出的一種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。）第四層。工作在TCP/IP參考模型的第二層7.1.1傳輸層的作用（1）跟蹤各個(gè)會(huì)話。在傳輸層中，每臺(tái)主機(jī)上都可以有多個(gè)應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上通信。每個(gè)應(yīng)用程序都與一臺(tái)或多臺(tái)遠(yuǎn)程主機(jī)上的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序通信。傳輸層負(fù)責(zé)維護(hù)并跟蹤這些會(huì)話。（2）數(shù)據(jù)分段和數(shù)據(jù)段重組。傳輸層協(xié)議的服務(wù)可將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)分為大小適中的數(shù)據(jù)塊。該服務(wù)包括每段數(shù)據(jù)所需的封裝功能。報(bào)頭用于重組，每個(gè)數(shù)據(jù)塊都會(huì)添加一個(gè)報(bào)頭。此報(bào)頭用于跟蹤數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)片段到達(dá)目的設(shè)備后，傳輸層必須能將其重組為可用于應(yīng)用層的完整數(shù)據(jù)流。傳輸層協(xié)議規(guī)定了如何使用傳輸層報(bào)頭信息來重組要傳送到應(yīng)用層的數(shù)據(jù)片段。7.1.1傳輸層的作用

（4）端到端連接提供流量控制、差錯(cuò)控制等管理服務(wù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存和帶寬是有限的，當(dāng)傳輸層發(fā)現(xiàn)此類資源過載時(shí)，就會(huì)利用某些傳輸層協(xié)議要求減小數(shù)據(jù)流量。流量控制同時(shí)可以防止網(wǎng)絡(luò)丟失分段或分段重組。當(dāng)然，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的分段很可能隨時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或丟失。此時(shí)，傳輸層能夠通過重傳來保證所有數(shù)據(jù)的正確性和完整性。（3）標(biāo)識(shí)應(yīng)用程序。傳輸層為每一個(gè)應(yīng)用程序分配一個(gè)標(biāo)識(shí)符，即端口號(hào)。在每臺(tái)主機(jī)中，每個(gè)需要訪問的軟件進(jìn)程都將被分配一個(gè)唯一的端口號(hào)。7.1.2進(jìn)程之間的通信AP1AP2主機(jī)AR1R2LAN1IP協(xié)議的作用范圍LAN2WAN傳輸層協(xié)議的作用范圍AP3AP4主機(jī)B7.1.2進(jìn)程之間的通信

AP1AP2IP層傳輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信主機(jī)A的協(xié)議棧應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層

AP3AP4主機(jī)B的協(xié)議棧

7.1.2進(jìn)程之間的通信從IP層（網(wǎng)絡(luò)層）來說，通信的兩端是兩個(gè)主機(jī)。IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部明確地標(biāo)志了這兩個(gè)主機(jī)的IP地址。進(jìn)行通信的實(shí)體實(shí)在主機(jī)中的進(jìn)程，是這個(gè)主機(jī)中的一個(gè)進(jìn)程和另一個(gè)主機(jī)中的進(jìn)程在交換數(shù)據(jù)（即通信）。因此，兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信就是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信。IP協(xié)議雖然能把分組送到目的主機(jī)，但是這個(gè)分組還停留在主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層而沒有交付主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程。從傳輸層的角度看，通信的真正端點(diǎn)并不是主機(jī)而是主機(jī)中的進(jìn)程。端到端的通信是應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。在一個(gè)主機(jī)張中經(jīng)常有多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程同時(shí)分別和另一個(gè)主機(jī)中的多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程通信。如圖7.1所示，主機(jī)A的應(yīng)用進(jìn)程AP1和主機(jī)B的應(yīng)用進(jìn)程AP3通信，而在同時(shí)，應(yīng)用進(jìn)程AP2也和對(duì)方的AP4通信。7.1.2進(jìn)程之間的通信

傳輸層提供了應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信，其中“邏輯通信”是指，從應(yīng)用層來看，只要把應(yīng)用層報(bào)文交給下面的傳輸層，傳輸層就可以把這報(bào)文傳送到對(duì)方的傳輸層，好像這種通信就是沿水平方向直接傳送數(shù)據(jù)，但事實(shí)上這兩個(gè)傳輸層之間被沒有一條水平方向的物理連接，數(shù)據(jù)的傳送是沿著圖中的虛線方向經(jīng)過多個(gè)層次傳送的。

傳輸層向高層用戶屏蔽了下面網(wǎng)絡(luò)核心的細(xì)節(jié)（如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑺捎玫穆酚蓞f(xié)議等），它使應(yīng)用進(jìn)程看見的就是好像在兩個(gè)傳輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯通信信道。7.1.3傳輸層協(xié)議

大家認(rèn)為，數(shù)據(jù)在傳輸過程中，我們是應(yīng)該首先保證傳輸速率還是應(yīng)該首先保證數(shù)據(jù)完整性？7.1.3傳輸層協(xié)議TCP/IP傳輸層傳輸層協(xié)議應(yīng)用層TCPUDP網(wǎng)際層（IP）網(wǎng)絡(luò)接口層傳輸控制協(xié)議TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDPTCP報(bào)文段（Segment）UDP報(bào)文、用戶數(shù)據(jù)報(bào)7.1.3傳輸層協(xié)議TCP/IP傳輸層傳輸控制協(xié)議TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDPTCP報(bào)文段（Segment）UDP報(bào)文、用戶數(shù)據(jù)報(bào)面向連接的服務(wù)建立連接數(shù)據(jù)傳送釋放連接在傳送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。7.1.3傳輸層協(xié)議TCP/IP傳輸層傳輸控制協(xié)議TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP電子郵件-SMTP遠(yuǎn)程終端接入-Telnet萬維網(wǎng)-Http文件傳送-FTP7.1.3傳輸層協(xié)議TCP/IP傳輸層傳輸控制協(xié)議TCP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP名字轉(zhuǎn)換-DNS文件傳送-TFTP路由選擇協(xié)議-RIPIP地址配置-DHCP網(wǎng)絡(luò)管理-SNMP遠(yuǎn)程文件服務(wù)器-RIP多播-IGMP7.1.3傳輸層協(xié)議傳輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)層的IP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸層的端到端抽象的邏輯信道中傳送的。要經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)中許多路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，用戶數(shù)據(jù)報(bào)只是IP數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)，路由器看不見有用戶數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過它。7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用

應(yīng)用層所有的應(yīng)用進(jìn)程都可以通過傳輸層再傳送到網(wǎng)絡(luò)層，這就是復(fù)用，也可以來理解：在發(fā)送方不同的應(yīng)用進(jìn)程都可以使用同一個(gè)傳輸層協(xié)議傳送數(shù)據(jù)（當(dāng)然需要加上適當(dāng)?shù)氖撞浚?/p>

傳輸層從網(wǎng)絡(luò)層收到數(shù)據(jù)后必須交付指明的應(yīng)用進(jìn)程，這就是分用。即接收方的傳輸層在剝?nèi)?bào)文的首部后能夠把這些數(shù)據(jù)正確交付目的應(yīng)用進(jìn)程。7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的兩臺(tái)主機(jī)進(jìn)行通信的時(shí)候，為了表明數(shù)據(jù)是由源端的哪一種應(yīng)用發(fā)出的，以及數(shù)據(jù)所要訪問的是目的端的哪一種服務(wù)，TCP/IP協(xié)議會(huì)在傳輸層封裝數(shù)據(jù)段時(shí)，把發(fā)出數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的端口作為源端口，把接收數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的端口作為目的端口。數(shù)據(jù)段的頭中，從而使主機(jī)能夠同時(shí)維持多個(gè)會(huì)話的連接，使不同的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)不至于混淆。7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用

一臺(tái)主機(jī)上的多個(gè)應(yīng)用程序可同時(shí)與其他多臺(tái)主機(jī)上的多個(gè)對(duì)等進(jìn)程進(jìn)行通信，所以需要對(duì)不同的虛電路進(jìn)行標(biāo)識(shí)。對(duì)TCP虛電路連接采用發(fā)送端和接收端的套接字(Socket)組合來識(shí)別，形如（Socket1，Socket2）。套接字是IP地址加上一個(gè)端口。發(fā)送套接字＝源IP地址＋源端口號(hào)接收套接字＝目的IP地址＋目的端口號(hào)7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用（）

（）

（）

（）（）

（）（）（）主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C端口1端口2端口3端口4端口1端口2端口1端口2連接1連接2連接3連接47.1.4傳輸層的復(fù)用與分用

每個(gè)端口都擁有一個(gè)叫端口號(hào)的整數(shù)描述符，用來標(biāo)識(shí)不同的端口或進(jìn)程。在TCP/IP傳輸層，定義一個(gè)16Bit長度的整數(shù)作為端口標(biāo)識(shí)，也就是說可定義216個(gè)端口，其端口號(hào)從0到216-1。由于TCP/IP傳輸層的TCP和UDP兩個(gè)協(xié)議是兩個(gè)完全獨(dú)立的軟件模塊，因此各自的端口號(hào)也相互獨(dú)立，即各自可獨(dú)立擁有216個(gè)端口。

兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中的進(jìn)程要互相通信，不僅必須知道對(duì)方計(jì)算機(jī)的IP地址（為了找到對(duì)方的計(jì)算機(jī)），而且要知道對(duì)方的端口號(hào)（為了找到對(duì)方計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程）。7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用1.服務(wù)器端使用的端口號(hào)服務(wù)器端使用的端口號(hào)熟知端口號(hào)登記端口號(hào)FTP-21SMTP-25系統(tǒng)端口號(hào)，數(shù)值為0～123。Telnet-23DNS-53HTTPS-443HTTP-80數(shù)值為1024～49151。使用需要登記7.1.4傳輸層的復(fù)用與分用2.客戶端使用的端口號(hào)數(shù)值在49152～65535。由于這類端口號(hào)僅在客戶進(jìn)程運(yùn)行時(shí)才動(dòng)態(tài)選擇，因此又叫短暫端口號(hào)。這類端口號(hào)留給客戶進(jìn)程選擇暫時(shí)使用。當(dāng)服務(wù)器進(jìn)程收到客戶進(jìn)程的報(bào)文時(shí)，就知道了客戶進(jìn)程所使用的端口號(hào)，因而可以把數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶進(jìn)程。通信結(jié)束后，剛才已使用過的客戶端口號(hào)就不復(fù)存在，這個(gè)端口號(hào)就可以供其他客戶進(jìn)程使用。7.2用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP7.2.1UDP概述7.2.2UDP的首部格式7.2.1UDP概述

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP只是在IP的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了復(fù)用和分用的功能以及差錯(cuò)檢測的功能。UDP的主要特點(diǎn)是：

1）UDP是無連接的。即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接，減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的時(shí)延。

2）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此，主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。3）UDP是面向報(bào)文的。發(fā)送方的UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來的報(bào)文，在添加首部后就向下交付IP層。7.2.1UDP概述

4）UDP沒有擁塞控制，因此，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)送速率降低。如IP電話、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等

5）UDP支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信。

6）UDP的首部開銷小，只有8個(gè)字節(jié)，比TCP的20字節(jié)的首部要短。7.2.1UDP概述應(yīng)用層報(bào)文UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分UDP首部IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分IP首部

應(yīng)用層傳輸層IP層

7.2.2UDP的首部格式

用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段只有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成。每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。

源IP地址目的IP地址UDP長度0源端口17目的端口長度檢驗(yàn)和偽首部UDP的數(shù)據(jù)部分UDP首部IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分IP首部

字節(jié)44112字節(jié)122222UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部和偽首部

7.2.2UDP的首部格式

當(dāng)傳輸層從IP層收到UDP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就根據(jù)首部中的目的端口，把UDP數(shù)據(jù)包通過相應(yīng)的端口，上交最后的終點(diǎn)-應(yīng)用進(jìn)程。UDP基于端口的分用

端口1端口2端口3UDP分用IP層UDP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)7.3傳輸控制協(xié)議TCP7.3.1傳輸控制協(xié)議TCP的特點(diǎn)7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式7.3.3TCP可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制7.3.1傳輸控制協(xié)議TCP的特點(diǎn)TCP最主要的特點(diǎn)

（1）TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議。應(yīng)用程序在使用TCP協(xié)議之前，必須先建立TCP連接。在傳送數(shù)據(jù)完畢之后，必須釋放已經(jīng)建立起來的TCP連接（而UDP是無連接，無需釋放）。

（2）每一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的（一對(duì)一）。7.3.1傳輸控制協(xié)議TCP的特點(diǎn)

TCP連接的端點(diǎn)不是主機(jī)，不是主機(jī)的IP地址，不是應(yīng)用進(jìn)程，也不是傳輸層的協(xié)議端口。TCP連接的端點(diǎn)叫做套接字（Socket）或插口。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，端口號(hào)拼接到IP地址即構(gòu)成了套接字。

套接字Socket=（IP地址：端口號(hào)）

每一條TCP連接唯一地被通信兩端的兩個(gè)端點(diǎn)（即兩個(gè)套接字）所確定，即：TCP連接：：={Socket1，Socket2}={（IP1：port1），（IP2：port2）}7.3.1傳輸控制協(xié)議TCP的特點(diǎn)

（3）TCP提供可靠交付的服務(wù)。通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)，并且按序到達(dá)。

（4）TCP提供全雙工通信。TCP允許通信雙方的應(yīng)用進(jìn)程在任何時(shí)候都能發(fā)送數(shù)據(jù)。

（5）面向字節(jié)流。TCP中的“流”（Stream）指的是流入到進(jìn)程或從進(jìn)程流出的字節(jié)序列。TCP并不知道所傳送的字節(jié)流的含義。7.3.1傳輸控制協(xié)議TCP的特點(diǎn)7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

TCP雖然是面向字節(jié)流的，但TCP傳送的數(shù)據(jù)單元卻是報(bào)文段（Segment），TCP通過報(bào)文段的交互來建立連接、傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)出確認(rèn)、進(jìn)行差錯(cuò)控制、流量控制及關(guān)閉連接。

一個(gè)報(bào)文段分為首部和數(shù)據(jù)兩部分，而首部就是TCP為了實(shí)現(xiàn)端到端可靠傳輸所加上的控制信息，TCP的全部功能都體現(xiàn)在他首部中各字段的作用。而數(shù)據(jù)則是指由高層即應(yīng)用層來的數(shù)據(jù)。源端口號(hào)目的端口號(hào)序號(hào)bit07152331選項(xiàng)（長度可變）填充數(shù)據(jù)偏移確認(rèn)號(hào)窗口緊急指針檢驗(yàn)和保留URGPSHRSTSYNFINACKTCP首部20字節(jié)的固定首部

TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)部分TCP首部IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分IP首部

7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（1）源端口號(hào)：占2字節(jié)16bit，報(bào)文段的源端口號(hào)。

（2）目的端口號(hào)：占16bit，報(bào)文段的目的端口號(hào)。

（3）序號(hào)；也稱報(bào)文段序號(hào)，占32bit。序號(hào)范圍是[0,232-1]，共232個(gè)序號(hào)。序號(hào)增加到232-1后，下一個(gè)序號(hào)就又回到0。TCP是面向字節(jié)流的，在一個(gè)TCP連接中傳送的字節(jié)流中的每一個(gè)字節(jié)都是按順序編號(hào)。整個(gè)要傳送的字節(jié)流的起始序號(hào)必須在連接建立時(shí)設(shè)置。首部中的序號(hào)字段值指的是本報(bào)文段所發(fā)送的字節(jié)。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（4）確認(rèn)號(hào)：占32bit，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)TCP報(bào)文段的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。順序號(hào)和確認(rèn)號(hào)共同用于TCP服務(wù)中的確認(rèn)、差錯(cuò)控制。若確認(rèn)號(hào)=N，則表明：到序號(hào)N-1為止的所有數(shù)據(jù)都已正確收到。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（5）數(shù)據(jù)偏移：占4bit，它指出TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離TCP報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)。這實(shí)際上就是TCP報(bào)文段首部長度。由于首部中的選項(xiàng)字段長度不固定，因此首部長度字段是必要的。也有稱首部長度。

（6）保留：占6bit，6bit，為將來的應(yīng)用而保留，目前應(yīng)置為0。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（7）控制位：占6bit，用來說明本報(bào)文段的性質(zhì)，包含如下六個(gè)控制位標(biāo)志：

URG（緊急）：緊急指針字段有效；當(dāng)URG=1時(shí)，表明緊急指針字段有效，它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送，而不要按原來的排隊(duì)順序來傳送。 ACK（確認(rèn)）：確認(rèn)字段有效；僅當(dāng)ACK=1時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。當(dāng)ACK=0時(shí)，確認(rèn)號(hào)無效。TCP規(guī)定，在鏈接建立后所有傳送的報(bào)文段都必須把ACK置1。 7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式 PSH（推送）：推送功能；當(dāng)兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行交互式的通信時(shí)，有時(shí)在一端的應(yīng)用進(jìn)程希望鍵入一個(gè)命令后立即就能夠收到對(duì)方的響應(yīng)。這種情況下，TCP就可以使用推送操作。這時(shí)，發(fā)送方TCP把PSH置1，并立即創(chuàng)建一個(gè)報(bào)文段發(fā)送出去。接收方TCP收到PSH=1的報(bào)文段，就盡快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后在向上交付。 RST（復(fù)位）：重置連接；當(dāng)RST=1時(shí)，表明TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)，必須立即釋放連接，然后再重新建立運(yùn)輸連接。 7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

SYN（同步）：同步序列號(hào)；在建立連接時(shí)用來同步序號(hào)。當(dāng)SYN=1而ACK=0時(shí)，表明這是一個(gè)連接請(qǐng)求報(bào)文段。對(duì)方若同意建立連接，則應(yīng)在響應(yīng)的報(bào)文段中使SYN=1和ACK=1.

FIN（終止）：發(fā)送方不再發(fā)送數(shù)據(jù)。用來釋放一個(gè)連接。當(dāng)FIN=1時(shí)，表明此報(bào)文段的發(fā)送方的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運(yùn)輸連接。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（8）窗口大小：占16bit，窗口值是[0,216-1]之間的整數(shù)。窗口是指發(fā)送本報(bào)文段的接收窗口。窗口值告訴對(duì)方：從本報(bào)文段首部中的確認(rèn)號(hào)算起。接收方因自身緩存空間限制而允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量（以字節(jié)為單位）。總之，窗口值作為接收方讓發(fā)送方設(shè)置其發(fā)送窗口的依據(jù)。

注：窗口字段明確指出了現(xiàn)在允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量。窗口值經(jīng)常在動(dòng)態(tài)變化著。

（9）校驗(yàn)和：占32bit，用于對(duì)報(bào)文段首部和數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（10）緊急指針：占16bit。緊急指針僅在URG=1時(shí)才有意義，它指出本報(bào)文段中的緊急數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)（緊急數(shù)據(jù)結(jié)束后就是普通數(shù)據(jù)）。

（11）選項(xiàng)：長度可變，最長可達(dá)40字節(jié)。當(dāng)沒有使用選項(xiàng)時(shí)，TCP的首部長度是20字節(jié)。①M(fèi)SS是每個(gè)TCP報(bào)文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長度。數(shù)據(jù)字段加上TCP首部才是整個(gè)TCP報(bào)文段。因此，MSS并不是整個(gè)TCP報(bào)文段的最大長度，而是TCP報(bào)文段長度減TCP首部長度。數(shù)據(jù)鏈路層有MTU的限制，以太網(wǎng)的MTU默認(rèn)是1500字節(jié)，要想數(shù)據(jù)包在傳輸過程中在數(shù)據(jù)鏈路層不分片，MSS應(yīng)為1460字節(jié)，7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

②窗口擴(kuò)大選項(xiàng)。窗口擴(kuò)大選項(xiàng)用于擴(kuò)大窗口。我們知道，TCP首部中窗口字段的長度是16bit，因此，窗口最大值為64KB。

窗口擴(kuò)大選項(xiàng)可以在雙方初始建立TCP連接時(shí)進(jìn)行協(xié)商。如果連接的某一端實(shí)現(xiàn)了窗口擴(kuò)大，那么當(dāng)它不再需要擴(kuò)大其窗口時(shí)，可發(fā)送S=0選項(xiàng)，使窗口值回到16bit。

③時(shí)間戳選項(xiàng)。時(shí)間戳選項(xiàng)占10字節(jié)，其中最主要的字段是時(shí)間戳字段（4字節(jié)）和時(shí)間戳回送回答字段（4字節(jié)）。

用來計(jì)算往返時(shí)間RTT。

用于處理TCP序號(hào)超過232的情況，這又稱為防止序號(hào)繞回PAWS。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

（12）填充：當(dāng)整個(gè)TCP首部長度不是4字節(jié)的整倍數(shù)時(shí)，需要加以填充。

（13）數(shù)據(jù)：來自高層即應(yīng)用層的協(xié)議數(shù)據(jù)。7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式

EthernetII,Src:IntelCor_ac:30:00(34:2e:b7:ac:30:00),Dst:Tp-LinkT_10:fd:49(f8:8c:21:10:fd:49)//數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)幀。InternetProtocolVersion4,Src:,Dst://網(wǎng)絡(luò)層TransmissionControlProtocol,SrcPort:52573,DstPort:80,Seq:1,Ack:1,Len:583//傳輸層SourcePort:52573//源端口號(hào)DestinationPort:80//目的端口，HTTP端口是80。[Streamindex:4][Conversationcompleteness:Complete,WITH_DATA(63)][TCPSegmentLen:583]SequenceNumber:1(relativesequencenumber)//序號(hào)SequenceNumber(raw):2760042442[NextSequenceNumber:584(relativesequencenumber)]//下一個(gè)序號(hào)AcknowledgmentNumber:1(relativeacknumber)//確認(rèn)號(hào)Acknowledgmentnumber(raw):40974908010101....=HeaderLength:20bytes(5)//數(shù)據(jù)偏移，也稱頭部長度7.3.2TCP報(bào)文段的首部格式Flags:0x018(PSH,ACK)000.........=Reserved:Notset...0........=Nonce:Notset....0.......=CongestionWindowReduced(CWR):Notset保留.....0......=ECN-Echo:Notset......0.....=Urgent:Notset//緊急URG.......1....=Acknowledgment:Set//確認(rèn)ACK........1...=Push:Set//推送PSH.........0..=Reset:Notset//復(fù)位RST..........0.=Syn:Notset//同步SYN...........0=Fin:Notset//終止FIN[TCPFlags:·······AP···]Window:517//窗口[Calculatedwindowsize:132352]//實(shí)際（真實(shí)）的窗口大小為517*256=132352[Windowsizescalingfactor:256]//窗口大小比例因子為256Checksum:0xd81e[unverified]//校驗(yàn)和[ChecksumStatus:Unverified]UrgentPointer:0//緊急指針7.4TCP的可靠傳輸

7.4.1以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口

7.4.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

7.4.3選擇確認(rèn)（SACK）7.4.1以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口

發(fā)送窗口

接收窗口7.4.1以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口7.4.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

重傳機(jī)制是TCP中最重要和最復(fù)雜的問題之一。TCP的發(fā)送方在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到確認(rèn)就要重傳已發(fā)送的報(bào)文段。但超時(shí)重傳時(shí)間的選擇是TCP最復(fù)雜的問題之一。

1．TCP時(shí)間戳選項(xiàng)TCP時(shí)間戳（Timestamp）選項(xiàng)可以用來精確地測量RTT。RTT=當(dāng)前時(shí)間-數(shù)據(jù)包中時(shí)間戳選項(xiàng)的回顯時(shí)間7.4.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

2．重傳隊(duì)列中數(shù)據(jù)包的TCP控制塊

TCP發(fā)送窗口中保存著已發(fā)送而未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包skb中的TCP控制塊包含一個(gè)變量tcp_skb_cb→when，記錄了該數(shù)據(jù)包的第一次發(fā)送時(shí)間，當(dāng)收到該數(shù)據(jù)包的確認(rèn)后，就可以計(jì)算RTT，RTT=當(dāng)前時(shí)間–when。這就意味著發(fā)送方收到一個(gè)確認(rèn)就能計(jì)算新的RTT[SEQ/ACKanalysis][ThisisanACKtothesegmentinframe:15][TheRTTtoACKthesegmentwas:0.000032000seconds]//第15個(gè)包的確認(rèn)，計(jì)算出的RTT為0.000032000s[iRTT:0.015911000seconds]7.4.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

3．Karn算法卡恩（Karn）提出了一種算法：在計(jì)算RTTs時(shí)，只要報(bào)文段重傳了，就不采用其往返時(shí)間樣本。這樣得出的RTTs和RTO比較準(zhǔn)確。后來對(duì)Karn算法進(jìn)行了修正：報(bào)文段每重傳一次，就把RTO增大一些。具體的計(jì)算公式如下：新的RTO=γ×舊的RTO式中，系數(shù)γ的典型值是2。當(dāng)不再發(fā)生報(bào)文段的重傳時(shí)，根據(jù)上面給出的公式計(jì)算RTO的值。實(shí)踐證明，這種策略較為合理。7.3.3TCP可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)3.連續(xù)ARQ協(xié)議

位于發(fā)送窗口內(nèi)的5個(gè)分組都可連續(xù)發(fā)送出去，而不需要等待對(duì)方的確認(rèn)。這樣，信道的利用率就提高了。134562791011128（a）發(fā)送窗口是5tt發(fā)送窗口向前連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理134562791011128發(fā)送窗口

連續(xù)ARQ協(xié)議規(guī)定，發(fā)送方每收到一個(gè)確認(rèn)，就把發(fā)送窗口向前滑動(dòng)一個(gè)分組的位置。

接收方一般都是采用累計(jì)確認(rèn)的方式，這就是說，接收方不必對(duì)收到的分組逐個(gè)發(fā)送確認(rèn)，而是在收到幾個(gè)分組后，對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)，這就表示，到這個(gè)分組為止的所有分組都已經(jīng)正確收到了。7.3.3TCP可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)4.滑動(dòng)窗口協(xié)議

采用可變長的滑動(dòng)窗口協(xié)議進(jìn)行流量控制，以防止由于發(fā)送端與接收端之間的不匹配而引起數(shù)據(jù)丟失。

TCP采用可變長的滑動(dòng)窗口，使得發(fā)送端與接收端可根據(jù)自己的CPU和數(shù)據(jù)緩存資源對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收能力來做出動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而靈活性更強(qiáng)，也更合理。7.3.3TCP可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)5.重發(fā)機(jī)制

重發(fā)機(jī)制是TCP中最重要的、最復(fù)雜的問題之一。TCP每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段，就設(shè)置一次定時(shí)器。只要定時(shí)器設(shè)置的重發(fā)時(shí)間到而還沒有收到確認(rèn)，就要重發(fā)這一報(bào)文段。

TCP采用了一種自適應(yīng)算法。這種算法記錄每一個(gè)報(bào)文段發(fā)出的時(shí)間，以及收到相應(yīng)的確認(rèn)報(bào)文段的時(shí)間。這兩個(gè)時(shí)間之差就是報(bào)文段的往返時(shí)延。將各個(gè)報(bào)文段的往返時(shí)延樣本加權(quán)平均，就得出報(bào)文段的平均往返時(shí)延T。7.3.3TCP可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)5.重發(fā)機(jī)制

實(shí)現(xiàn)可靠傳輸要滿足三個(gè)要素：

（1）序號(hào)：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按字節(jié)編號(hào)。

（2）確認(rèn)：接收方向發(fā)送方確認(rèn)收到數(shù)據(jù)。

（3）重傳：一定時(shí)間內(nèi)沒有收到接收方的確認(rèn)，發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

運(yùn)輸連接就有三個(gè)階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運(yùn)輸連接的管理就是使運(yùn)輸連接的建立和釋放都能正常地進(jìn)行。

在TCP連接建立過程中要解決以下三個(gè)問題：

（1）要使每一方能夠確知對(duì)方的存在。

（2）要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大窗口值、是否使用窗戶擴(kuò)大選項(xiàng)和時(shí)間戳選項(xiàng)以及服務(wù)質(zhì)量）。

（3）能夠?qū)\(yùn)輸實(shí)體資源（如緩存大小、連接表中的項(xiàng)目等）進(jìn)行分配。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理1．建立連接TCP采用了一種稱為三報(bào)文握手的方式，三報(bào)文握手方式使得“序號(hào)／確認(rèn)號(hào)”系統(tǒng)能夠正常工作，從而使它們的序號(hào)達(dá)成同步。如果三報(bào)文握手成功，則連接建立成功，可以開始傳送數(shù)據(jù)信息。

在圖7.9中，假定主機(jī)A運(yùn)行的是TCP客戶程序，而主機(jī)B運(yùn)行TCP服務(wù)器程序。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理客戶服務(wù)器CLOSED確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送ABCLOSEDSYN-SENTLISTENSYN-RCVDESTABLISHEDESTABLISHED主動(dòng)打開被動(dòng)打開SYN=1,seq=xSYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1ACK=1,seq=x+1，ack=y+17.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理最初兩端的TCP進(jìn)程都處于CLOSED（關(guān)閉）狀態(tài)。圖中在主機(jī)下面的方框分別是TCP進(jìn)程所處的狀態(tài)。在圖中，A主動(dòng)打開連接，而B被動(dòng)打開連接。

（1）服務(wù)器主機(jī)B的TCP服務(wù)器進(jìn)程先創(chuàng)建傳輸控制塊TCB，準(zhǔn)備接受客戶進(jìn)程的連接請(qǐng)求，服務(wù)器進(jìn)程就處于LISTEN（收聽）狀態(tài)，等待客戶的連接請(qǐng)求。如有，即作出響應(yīng)。傳輸控制塊TCB存儲(chǔ)連接中的信息，如TCP連接表，發(fā)送和接收緩存的指針，重傳隊(duì)列的指針，當(dāng)前發(fā)送和接收序號(hào)等。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（2）客戶主機(jī)A的TCP客戶進(jìn)程創(chuàng)建傳輸控制塊TCB，向服務(wù)器主機(jī)B發(fā)出連接請(qǐng)求報(bào)文段，其部中的同步位SYN=1，同時(shí)選擇一個(gè)同步序號(hào)seq=x。TCP規(guī)定，SYN報(bào)文段（即SYN=1的報(bào)文段）不能攜帶數(shù)據(jù)，但要消耗掉一個(gè)序號(hào)（SEQ=100，在后面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)時(shí)的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)是x＋1（即101））。這時(shí)，源主機(jī)A的TCP客戶程序進(jìn)入SYN_SENT（同步已發(fā)送）狀態(tài)。這是第一次握手。

注：大寫ACK表示首部中的確認(rèn)位ACK，小寫ack表示確認(rèn)字段的值。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（3）服務(wù)器主機(jī)B收到連接請(qǐng)求報(bào)文段后，如同意建立連接，則向客戶主機(jī)A發(fā)送確認(rèn)。在確認(rèn)報(bào)文段中應(yīng)將ACK位和SYN位都置1。確認(rèn)號(hào)ack=x+1，同時(shí)也為自己選擇一個(gè)初始序號(hào)seq=y。這個(gè)報(bào)文段也不能攜帶數(shù)據(jù)，但同樣也要消耗掉一個(gè)序號(hào)。這時(shí)，服務(wù)器主機(jī)B進(jìn)入SYN_RCVD（同步接收）狀態(tài)。這是第二次握手。

（4）客戶主機(jī)A的TCP客戶進(jìn)程收到服務(wù)器主機(jī)B的確認(rèn)后，還要向服務(wù)器主機(jī)B給出確認(rèn)，其ACK置1，確認(rèn)號(hào)ack=y＋1，而自己的序號(hào)seq=x＋1。ACK報(bào)文段可攜帶數(shù)據(jù)，不攜帶數(shù)據(jù)則不消耗序號(hào)，此時(shí)，TCP連接已建立，客戶主機(jī)A進(jìn)入ESTABLISHED（已連接）狀態(tài)。這是第三次握手。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（5）當(dāng)服務(wù)器主機(jī)B收到客戶主機(jī)A的確認(rèn)后，也進(jìn)入ESTABLISHED（已連接）狀態(tài)。這一次的確認(rèn)是為了防止已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段突然又傳送到了服務(wù)器主機(jī)B。

運(yùn)行客戶進(jìn)程的客戶主機(jī)A的TCP通知上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。當(dāng)客戶主機(jī)A向服務(wù)器主機(jī)B發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文段時(shí)，其序號(hào)仍為x+1，因?yàn)榍耙粋€(gè)確認(rèn)報(bào)文段并不消耗序號(hào)。當(dāng)運(yùn)行服務(wù)進(jìn)程的服務(wù)器主機(jī)B的TCP收到客戶主機(jī)A的確認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。至此建立了一個(gè)全雙工的連接。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

位于TCP／IP分層模型的上層的應(yīng)用程序傳輸數(shù)據(jù)流給TCP。TCP接收到字節(jié)流并且把它們分解成段。假如數(shù)據(jù)流不能被分成一段，那么每一個(gè)其它段都被分給一個(gè)序列號(hào)。在目的主機(jī)端．這個(gè)序列號(hào)用來把接收到的段重新排序成原來的數(shù)據(jù)流。

第一步：主機(jī)A使用滑動(dòng)窗口發(fā)送全部的四個(gè)段到主機(jī)B。這是第一步。不幸的是，只有段l03、105和106成功地到達(dá)了主機(jī)B(參看②)。2．傳送數(shù)據(jù)7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理主機(jī)A主機(jī)B①

ack=104,seq=225，ack=x+1ack=107,seq=226103②

105106⑤

④

③

⑥

103

104105106103

104105106

1041051067.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

第二步：因?yàn)槎?03和104是連續(xù)的，所以主機(jī)B返回一個(gè)確認(rèn)給主機(jī)A，通知主機(jī)A它只成功地接收到了第103段，在它的確認(rèn)中主機(jī)B使用它期待得到的下一個(gè)序列號(hào)作為確認(rèn)(參看③通過給出序列號(hào)104)。

第三步：主機(jī)A接到主機(jī)B的報(bào)文后，重新發(fā)送段104、105和106(參看④)。雖然主機(jī)B已經(jīng)成功地收到了段105和106，但是根據(jù)協(xié)議規(guī)定，也必須重新發(fā)送。

第四步：當(dāng)主機(jī)B成功地收到這些段以后．主機(jī)B返回一個(gè)確認(rèn)給主機(jī)A(參看⑥)，并根據(jù)序列號(hào)把它們重組成原來的數(shù)流。把它傳輸?shù)礁邔討?yīng)用程序。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

TCP連接是一個(gè)全雙工的數(shù)據(jù)通道，一個(gè)連接的關(guān)閉必須由通信雙方共同完成。當(dāng)通信的一方?jīng)]有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給對(duì)方時(shí)，可以使用FIN段向?qū)Ψ桨l(fā)送關(guān)閉連接請(qǐng)求。這時(shí)，它雖然不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但并不排斥在這個(gè)連接上繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。只有當(dāng)通信的對(duì)方也遞交了關(guān)閉連接的請(qǐng)求后，這個(gè)TCP連接才會(huì)完全關(guān)閉。

在釋放連接時(shí)，既可以由一方發(fā)起而另一方響應(yīng)，也可以雙方同時(shí)發(fā)起。無論怎樣，收到釋放連接請(qǐng)求的一方必須使用ACK段給予確認(rèn)。實(shí)際上，TCP連接的釋放過程也是一個(gè)四次揮手的過程。3．釋放連接6.1.2子網(wǎng)劃分TCP釋放連接的過程客戶服務(wù)器CLOSEDABCLOSEDSYN-SENTCLOSE-WAITLAST-ACKESTABLISHEDESTABLISHEDFIN-WAIT-2TIME-WAIT主動(dòng)關(guān)閉等待2MSL被動(dòng)關(guān)閉通知應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送FIN=1,seq=uACK=1,seq=v,ack=u+1FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1ACK=1,seq=u+1,ack=w+1數(shù)據(jù)傳送7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（1）客戶主機(jī)A的應(yīng)用進(jìn)程先向其TCP發(fā)出連接釋放報(bào)文段，并停止再發(fā)送數(shù)據(jù)，主動(dòng)關(guān)閉TCP連接。客戶主機(jī)A的TCP通知服務(wù)器主機(jī)B要釋放從A到B這個(gè)方向的連接，將發(fā)往服務(wù)器主機(jī)B的TCP報(bào)文段首部的終止比特FIN置1，其序號(hào)seq=u,它等于前面已傳送過的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)加1。這時(shí)客戶主機(jī)A進(jìn)入終止等待1狀態(tài)，等待服務(wù)器主機(jī)B的確認(rèn)。請(qǐng)注意，TCP規(guī)定，F(xiàn)IN報(bào)文段即使不攜帶數(shù)據(jù)，它也消耗掉一個(gè)序號(hào)。這是第一次揮手。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（2）服務(wù)器主機(jī)B收到連接釋放報(bào)文段后即發(fā)出確認(rèn)，確認(rèn)號(hào)是ack=u+1，而這個(gè)報(bào)文段自己的序號(hào)為v,等于B前面已傳送的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)加1，然后服務(wù)器主機(jī)B就進(jìn)入CLOSE-WAIT（關(guān)閉等待）狀態(tài)。TCP服務(wù)器進(jìn)程這時(shí)應(yīng)通知高層應(yīng)用進(jìn)程，因而從A到B這個(gè)方向的連接就釋放了，這時(shí)的TCP連接處于半關(guān)閉狀態(tài)（half-close）狀態(tài)，相當(dāng)于客戶主機(jī)A已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了，但服務(wù)器主機(jī)B還有一些數(shù)據(jù)要發(fā)送客戶主機(jī)A，客戶主機(jī)A仍要接收。也就是說，從服務(wù)器主機(jī)B到客戶主機(jī)A這個(gè)方向的連接并未關(guān)閉，這個(gè)狀態(tài)可能會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。這是第二次揮手。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（3）若服務(wù)器主機(jī)B沒有要向客戶主機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)，其應(yīng)用進(jìn)程就通知TCP釋放連接。這時(shí)客戶主機(jī)B發(fā)出的連接釋放報(bào)文段必須將終止比特FIN置1。現(xiàn)假定B的序號(hào)為w（在半關(guān)閉狀態(tài)服務(wù)器主機(jī)B可能又發(fā)送了一些數(shù)據(jù)）。服務(wù)器B還必須重復(fù)上次已發(fā)送過的確認(rèn)號(hào)ack=u+1。這是服務(wù)器主機(jī)B進(jìn)入LAST-ACK（最后確認(rèn)）狀態(tài)，等待客戶主機(jī)A的確認(rèn)。這是第三次揮手。

客戶主機(jī)A收到服務(wù)器主機(jī)B的確認(rèn)后，就進(jìn)入FIN-WAIT-2（終止等待2）狀態(tài)，等待服務(wù)器主機(jī)B發(fā)出的連接釋放報(bào)文段。7.3.4TCP的運(yùn)輸連接管理

（4）客戶主機(jī)A收到服務(wù)器主機(jī)B的連接釋放報(bào)文段后，必須對(duì)此發(fā)出確認(rèn)。在確認(rèn)報(bào)文段中將ACK置1，確認(rèn)號(hào)ack＝w＋1，而自己的序號(hào)是seq=u＋1。然后進(jìn)入到TIME-WAIT（時(shí)間等待）狀態(tài)。但這時(shí)，TCP連接還沒有釋放掉。必須經(jīng)過時(shí)間等待計(jì)時(shí)器（TIME-WAITtimer）設(shè)置的時(shí)間2MSL后，客戶主機(jī)A才進(jìn)入到CLOSED狀態(tài)，才能開始建立下一個(gè)新的連接。當(dāng)客戶主機(jī)A撤銷相應(yīng)的傳輸控制塊TCB后，就結(jié)束了這次的TCP連接。這是第四次揮手。7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制

TCP采用大小可變的滑動(dòng)窗口機(jī)制可以很方便地在TCP連接上實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)送放的流量控制。

接收主機(jī)將通知發(fā)送主機(jī)，在它收到確認(rèn)之前發(fā)送主機(jī)能夠發(fā)送多少字節(jié)，這個(gè)值稱為窗口。窗口的大小是字節(jié)。在TCP報(bào)文段首部的窗口字段寫入的數(shù)值就是當(dāng)前給對(duì)方設(shè)置發(fā)送窗口的數(shù)據(jù)的上限。1．流量控制7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，TCP提供了一種基于滑動(dòng)窗口協(xié)議的流量控制機(jī)制，用接收端接收能力（緩沖區(qū)的容量）的大小來控制發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)量。

在建立連接時(shí)，通信雙方使用SYN報(bào)文段或ACK報(bào)文段中的窗口字段捎帶著各自的接收窗口尺寸，即通知對(duì)方從而確定對(duì)方發(fā)送窗口的上限。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，發(fā)送方按接收方通知的窗口尺寸和序號(hào)發(fā)送一定量的數(shù)據(jù)，接收方根據(jù)接收緩沖區(qū)的使用情況動(dòng)態(tài)調(diào)整接收窗口尺寸，并在發(fā)送TCP報(bào)文段或確認(rèn)段時(shí)稍帶新的窗口尺寸和確認(rèn)號(hào)通知發(fā)送方。7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制seq=1，DATAseq=101，DATAseq=201，DATA丟失！ACK=1,ack=201,rwnd=300seq=301，DATAseq=401，DATAseq=201，DATAACK=1,ack=501,rwnd=100ACK=1,ack=601,rwnd=0seq=501，DATAA發(fā)送了序號(hào)1至100，還能發(fā)送300字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)101至200，還能發(fā)送200字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)201至300，但丟失了！允許A發(fā)送序號(hào)201至500，共300字節(jié)不允許A再發(fā)送（到序號(hào)600為止的數(shù)據(jù)都收到了）A發(fā)送了序號(hào)301至400，還能再發(fā)送100字節(jié)新數(shù)據(jù)A發(fā)送了序號(hào)401至500，不能再發(fā)送新數(shù)據(jù)了A超時(shí)重傳舊的數(shù)據(jù)，但不能發(fā)送新的數(shù)據(jù)允許A發(fā)送序號(hào)501至600，共100字節(jié)A發(fā)送了序號(hào)501至600，不能再發(fā)送了AB利用可變窗口進(jìn)行流量控制7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制

圖中，假設(shè)主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)。在連接建立時(shí)，主機(jī)B告訴主機(jī)A，“我的接收窗口rwnd=400字節(jié)。因此，發(fā)送放的發(fā)送窗口不能超過接收方給出的接收窗口的數(shù)值。再假設(shè)每一個(gè)報(bào)文段為100字節(jié)長，而數(shù)據(jù)報(bào)文段序號(hào)的初始值設(shè)為1。設(shè)一個(gè)報(bào)文段為100字節(jié)長，序號(hào)的初始值為1（即圖7.12中第一個(gè)箭頭上面的序號(hào)seq=1）。7.3.5TCP的流量控制和擁塞控制

圖中，主機(jī)B進(jìn)行了三次流量控制。第一次將窗口減小到rwnd=300字節(jié)，第二次將窗口又減為rwnd=200字節(jié)，最后一