运输层的拥塞控制
数据传输是怎么传输的?传输过程详解
数据传输是怎么传输的?传输过程详解一、FTP客户端发送数据到FTP服务器端,详述其工作过程。
两台机器的连接情况如下图所示:详细解答如下1.1、假设初始设置如下所示:客户端FTP端口号为:32768服务器端FTP端口号为:211.2、不同网络段上的两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示:协议是水平的,服务是垂直的。
物理层,指的是电信号的传递方式,透明的传输比特流。
链路层,在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。
网络层,负责为分组交换网上的不同主机提供通信,数据传送的单位是分组或包。
传输层,负责主机中两个进程之间的通信,数据传输的单位是报文段。
网络层负责点到点(point-to-point)的传输(这里的“点”指主机或路由器),而传输层负责端到端(end-to-end)的传输(这里的“端”指源主机和目的主机)。
1.3、数据包的封装过程不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做段(segment),在网络层叫做数据报(datagram),在链路层叫做帧(frame)。
数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部,最后将应用层数据交给应用程序处理。
两台计算机在不同的网段中,那么数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器。
1.4、工作过程(1)在PC1客户端,将原始数据封装成帧,然后通过物理链路发送给Switch1的端口1。
形成的帧为:注:发送方怎样知道目的站是否和自己在同一个网络段?每个IP 地址都有网络前缀,发送方只要将目的IP地址中的网络前缀提取出来,与自己的网络前缀比较,若匹配,则意味着数据报可以直接发送。
也就是说比较二者的网络号是否相同。
本题中,PC1和PC2在两个网络段。
(2)Switch1收到数据并对数据帧进行校验后,查看目的MAC 地址,得知数据是要发送给PC2,所以Switch1就对数据帧进行存储转发,查看自己的MAC地址列表后,从端口2将数据转发给路由器的S0端口。
运输层知识点总结
运输层知识点总结运输层是OSI模型中的第四层,负责在主机之间提供端到端的数据传输服务。
运输层使用端口号来识别不同的应用程序,并为这些应用程序提供可靠的数据传输服务。
本文将总结运输层的知识点,包括运输层的功能、协议、特性等内容。
1. 运输层的功能运输层主要有两个功能,一是提供端到端的数据传输服务,二是为应用层提供端口号和流控制。
具体来说,运输层负责将应用层的数据分割成适合传输的数据段,并为这些数据段提供可靠的传输服务。
此外,运输层还负责数据的多路复用与分解,即将来自不同应用程序的数据段合并到一个数据流中传输,然后再分解成适合不同应用程序的数据段。
2. 运输层的协议在运输层有两个主要的协议,即传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
TCP 提供可靠的数据传输服务,具有数据校验、流量控制、拥塞控制等功能,适用于需要可靠数据传输的应用程序,如电子邮件、文件传输等。
UDP则提供不可靠的数据传输服务,不具有数据校验、流量控制等功能,适用于实时性要求高的应用程序,如视频会议、在线游戏等。
3. 运输层的特性运输层有多种特性,包括可靠性、流量控制、拥塞控制等。
其中,可靠性是运输层最重要的特性之一,即保证数据传输的正确性和完整性。
为了实现可靠传输,TCP使用序号、确认应答、重传机制等技术。
流量控制是另一个重要的特性,即控制发送方的发送速率,使得接收方可以处理接收到的数据。
拥塞控制是为了避免网络拥塞,使得网络能够在高负载时保持稳定运行。
4. 运输层的端口号运输层使用端口号来识别不同的应用程序。
端口号是一个16位的数字,范围从0到65535。
其中,0到1023的端口号是系统端口号,用于系统服务和常用应用程序,如HTTP的端口号是80,SMTP的端口号是25。
1024到49151的端口号是注册端口号,用于一些常用应用程序,如FTP的端口号是21,Telnet的端口号是23。
49152到65535的端口号是动态或私有端口号,用于一些临时性应用程序。
基于性能服务的高速网络运输层拥塞控制解决方案
关 键 词 : 能 服 务 ;拥 塞 控 制 ;网 络 测 量 ;模 糊 推 理 ;时 间 尺 度 性 中图分类 号 : P 9. 4 T 3 30 文 献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 93 4 ( 0 2 0 —2 90 1 0 —4 3 2 1 ) 30 5 — 7
现行 T P拥 塞控 制采 用端 到端 的方 式 , 求 端 C 要
收 藕 日期 : 0 10 — 7 2 1 - 10 .
系统 根据 分 组 的发 送 和接 收过 程 探 测 网 络 拥 塞 状 况 。 由于所在 位置 的局 限性 , 系 统 可 利 用 的拥 塞 端 信 号 只有 丢包 和 时延 。丢包 是一 个 只包含 “ 塞” 拥 和 “ 未拥 塞” 2种 状 态 的二 元 信 号 量 , 导 致 发 送 端 不 会 断增 大发送 窗 口直 至 路 由器 缓存 溢 出 , 成 网络 振 造
p o os d f CP nd r p e or T a U D P, t e wo do i a r ns r l y r r oc l . A s a a e e s r t e, t s h t m n nt t a po t a e p ot o s l y r d t uc ur hi
Peror a c er i e ba e r n p tl y o g t o tolr olto f m n e s v c s d ta s or a er c n es i c n r es u i n on f i — p ed n wor s or h gh s e et k
基 金 项 目 : 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 1 7 03 . 国 60 24 ) 作 者 简 介 : 丽 华 ( 9 6 ) 女 , 士 , 教 授 ; 究 方 向 : 络 宋 17一 , 博 副 研 网 测 量 、 络 性 能 ; - i: n e a a 16 c m. 网 Ema min h h @ 2 . o l
srt 拥塞控制算法
srt 拥塞控制算法
SRT(Secure Reliable Transport)是一种基于UDT(UDP-based Data Transfer)协议的传输协议,它使用UDP作为底层传输协议,并提供了可靠的数据传输和拥塞控制机制。
SRT的拥塞控制算法是基于UDP的,与基于TCP的传输协议有所不同。
SRT的拥塞控制算法主要采用了以下几个关键技术和策略:
1. 基于窗口的拥塞控制:SRT使用发送窗口来控制数据的发送速率,避免网络拥塞。
发送窗口的大小可以根据网络状况动态调整,以适应不同的网络带宽和延迟。
2. 拥塞避免和拥塞恢复:当网络出现拥塞时,SRT会采取拥塞避免策略,减小发送窗口的大小,降低发送速率。
当网络状况改善时,SRT会逐步增加发送窗口的大小,恢复正常的发送速率。
3. 丢包检测和重传机制:SRT通过检测数据包的丢失情况来判断网络是否拥塞。
当检测到丢包时,SRT会触发重传机制,重新发送丢失的数据包,确保数据的可
靠性。
4. 往返时间(RTT)估计:SRT会估计数据包在网络中的往返时间,以便更准确地控制发送速率和重传时机。
5. 带宽估计:SRT会根据网络状况动态估计可用带宽,以便更好地调整发送窗口的大小和发送速率。
需要注意的是,SRT的拥塞控制算法是一种自适应的算法,它可以根据网络状况的变化动态调整传输参数,以实现更好的传输性能和稳定性。
同时,SRT还提供了丰富的拥塞控制统计信息,如RTT、丢包率、inflight(未确。
阐述运输层可靠传输的工作原理
运输层是网络协议的第五层,主要负责实现应用程序之间的通信和数据传输。
可靠传输的工作原理是确保数据在传输过程中能够准确、完整地到达目的地,避免数据丢失、乱序和重复等问题。
可靠传输的工作原理主要涉及到以下几个方面:
数据封装和拆解:在传输层,数据需要封装成传输层的数据报文,以便在网络中进行传输。
在接收端,需要对数据报文进行拆解,还原成原始数据。
可靠传输协议:传输层使用可靠的传输协议来保证数据的可靠性。
例如,TCP(传输控制协议)是一种常见的可靠传输协议。
TCP通过确认机制、重传机制、流量控制和拥塞控制等手段来保证数据的可靠传输。
确认机制:发送方在发送数据报文时,会等待接收方的确认信号。
如果接收方成功接收到了数据报文,就会发送一个确认信号;否则,发送方会重传数据报文,直到收到确认信号或超过重传次数限制。
重传机制:如果发送方没有收到确认信号或者收到了错误的数据报文,就会启动重传机制。
重传机制会重新发送数据报文,直到收到确认信号或超过重传次数限制。
流量控制:流量控制是为了避免发送方发送的数据报文过快,导致接收方无法及时处理而出现丢包等问题。
流量控制通过控制发送方的发送速率,使得接收方能够及时接收并处理数据报文。
拥塞控制:拥塞控制是为了避免网络拥堵而出现的数据传输问题。
拥塞控制通过动态地调整发送方的发送速率,使得网络能够保持相对稳定的状态。
总之,运输层可靠传输的工作原理是通过封装和拆解数据、使用可靠的传输协议、确认机制、重传。
运输层协议
运输层协议运输层协议是 OSI 模型中的第四层,它提供了应用程序之间的端到端通信。
运输层协议主要有两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
传输控制协议(TCP)是一种可靠的、面向连接的协议。
它能够保证数据的可靠传输,确保数据的有序性,并且能够进行拥塞控制。
TCP通过将数据分割成多个小的报文段,并对每个报文段进行编号和校验,以确保数据的完整和正确性。
在传输过程中,如果某个报文段丢失或损坏,TCP将重新发送该报文段,以保证数据的可靠性。
此外,TCP还通过使用滑动窗口机制来控制数据的流量,以及使用三次握手和四次挥手来建立和终止连接。
用户数据报协议(UDP)是一种不可靠的、无连接的协议。
UDP不保证数据的可靠性,也不保证数据的有序性。
它仅仅将数据从一个应用程序发送到另一个应用程序,没有任何添加额外的标识或控制信息。
UDP适用于一些对数据传输延迟要求比较高的应用场景,如音频和视频传输。
由于UDP没有拥塞控制机制,因此它在网络拥塞情况下会导致丢失大量的数据。
运输层协议在互联网中起着至关重要的作用。
它使得不同计算机上的应用程序能够通过互联网进行通信。
运输层协议通过为每个数据包添加特定的头部信息,在网络中识别该数据包属于哪个应用程序。
它还负责将数据分割成适当的大小,并确定传输顺序,以确保数据能够正确到达目的地。
此外,运输层协议还能够实现多路复用和多路分解。
多路复用是指多个应用程序可以共享同一个网络连接,而不需要建立多个独立的连接。
多路分解是指一个应用程序可以同时处理多个网络连接。
这些特性使得运输层协议能够更有效地利用网络资源,提高网络的性能和吞吐量。
总之,运输层协议是互联网中非常重要的一层协议,它使得应用程序能够进行端到端的通信。
通过提供可靠性、有序性和拥塞控制等机制,运输层协议能够保证数据在网络中的正确传输。
无论是TCP还是UDP,它们都有各自适用的场景和优点,可以根据应用程序的需求来选择使用。
流量控制和拥塞控制
(2)拥塞控制 拥塞控制的目的是将网络内(或网络的部分区域内) 的报文分组数目保持在某一量值之下,超过这一量值, 分组的平均排队时延将急剧增大。因为一个分组交换网 络实质上是一个排队网络,每个节点的输出链路端口都 配置了一个排队队列,如果分组到达的速度超过或等于 分组发送的速度,那么队列就会无限制地增长,致使分 组平均传输时延趋于无穷大;如果进入网络的分组数目 继续增加,那么节点缓冲器就会占满溢出,造成一些分 组丢失。丢失分组的后果是发端重发,而重发实际上又 增大了网络内流通的业务量,最终可能使所有节点缓冲 器都被占满,所有通路完全被阻塞,系统的吞吐率趋于 0。
(3)死锁防止 网络拥塞到一定程度时,就会发生死锁现象。死锁发生的条件是:处于同一个封闭环路 上的所有节点,其相关链路缓冲器都被积压的报文分组占满,从而失去了该节点所担负的 存储转发能力。即使在网络轻负荷的情况下,也可能出现死锁的现象。死锁防止技术旨在 通过合理地设计网络,来使之免于发生死锁现象。
图7-1 锁死现象
网络数据流的控制技术分类
网络数据流的控制技术可以分为三类:流量控制、拥塞控制和死锁防止。 它们有不同的目的和实施对象,而且各自在不同的范围与层次上实现。
(1)流量控制 流量控制是对网络上的两个节点之间的数据流量施加限 制,它的主要目的是控制链路上的平均数据传输速率, 以适应接收端本身的承载能力,以免过载。流量控制包 括路径两端的端到端流量控制与链路两端的点到点流量 控制。在不断发展的互联网环境中,高速节点与低速节 点并存,这就需要通过流量控制来减少或避免分组的丢 失及存储器的溢出,从而避免拥塞
第7章
流量控制和拥塞 控制
CONTENTS
目录
0 流量和拥塞控制概论
1
流量和拥塞控制技术
运输层协议的作用
运输层协议:连接你我,传输信息运输层协议是计算机网络中的一个重要组成部分,其作用是建立端到端的通信连接,实现数据的可靠传输。
具体来说,运输层协议可以实现以下几个方面的功能:
1. 端口管理
运输层协议通过端口来识别不同的应用程序,从而实现多个应用程序同时在同一台计算机上运行,不会互相干扰。
此外,端口也可以用于网络安全,例如关闭一些敏感的端口来防止黑客攻击。
2. 可靠传输
运输层协议可以实现将数据分割成数据包,并在传输过程中进行错误检测和纠正,从而确保数据的可靠传输。
其中,TCP协议是一个经典的可靠传输协议。
3. 流量控制
运输层协议可以基于网络传输速度、数据接收速度等因素,来实现流量控制,避免过多的数据发送导致网络阻塞。
4. 拥塞控制
拥塞控制是指在网络出现拥塞时,运输层协议可以减缓数据传输速度,从而避免网络的崩溃和数据的丢失。
在实际的网络应用中,常见的运输层协议有TCP、UDP等。
TCP协
议适用于那些对数据准确性要求较高的场合,例如文件传输、电子邮
件等。
而UDP协议则适用于实时传输、低延迟等场合,例如网络电话、视频会议等。
总之,运输层协议在计算机网络中扮演着至关重要的角色,它连
接了各个应用程序之间的通信,让我们可以轻松地交流和分享信息。
深入理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析
深⼊理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析这是我的第五篇博客,鉴于前⾯已经有很多⼈对前四个题⽬如三次握⼿等做了很透彻的分析,本博客将对拥塞控制算法做⼀个介绍。
⾸先我会简要介绍下TCP协议,其次给出拥塞控制介绍和源代码分析,最后结合源代码具体分析拥塞控制算法。
⼀、TCP协议1.TCP协议产⽣背景:互联⽹络与单个⽹络有很⼤的不同,因为互联⽹络的不同部分可能有截然不同的拓扑结构、带宽、延迟、数据包⼤⼩和其他参数,且不同主机的应⽤层之间经常需要可靠的、像管道⼀样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,⽽是提供不可靠的包交换。
2.TCP是能够动态地适应互联⽹络的这些特性,⽽且具备⾯对各种故障时的健壮性,且能够在不可靠的互联⽹络上提供可靠的端到端字节流⽽专门设计的⼀个传输协议。
3.TCP作⽤原理过程:应⽤层向TCP层发送⽤于⽹间传输的、⽤8位字节表⽰的数据流,然后TCP把数据流分区成适当长度的报⽂段(通常受该计算机连接的⽹络的数据链路层的最⼤传输单元(MTU)的限制)。
之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过⽹络将包传送给接收端实体的TCP层。
TCP为了保证不发⽣丢包,就给每个包⼀个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。
然后接收端实体对已成功收到的包发回⼀个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进⾏重传。
TCP⽤⼀个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。
4.TCP协议作⽤过程的7个要点:数据分⽚、到达确认、超时重发、滑动窗⼝、失序处理、重复处理、数据校验(具体可参见百度百科对TCP的解释)5.TCP⾸部格式图:⼏个重要参数解释如下:紧急 URG —— 当 URG =1 时,表明紧急指针字段有效。
它告诉系统此报⽂段中有紧急数据,应尽快传送(相当于⾼优先级的数据)。
确认 ACK —— 只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。
运输层功能
运输层功能
运输层(Transport Layer)是OSI模型中的第四层,主要提供端到端的可靠数据传输。
它的功能包括以下几点:
1. 分段和重组:运输层将应用层传递下来的数据分成更小的报文段(Segment),方便传输。
在接收端,运输层负责将接收到的报文段重新组装成原始的数据。
2. 端口管理:运输层使用端口号(Port Number)来标识不同的应用程序或服务。
发送端在发送数据时,将数据与端口号绑定,接收端根据端口号将数据传递给相应的应用程序或服务。
3. 连接建立和终止:运输层提供两种类型的连接:面向连接的连接型传输和无连接的非连接型传输。
面向连接的传输需要在发送和接收之间建立连接,并在传输完成后释放连接。
而非连接型传输不需要建立连接,数据直接传输。
4. 可靠性保证:运输层使用各种协议来保证数据的可靠传输。
常用的协议如TCP(传输控制协议)使用序列号、确认号、重传机制等来保证数据的完整性和可靠性。
5. 拥塞控制:运输层负责监测网络的拥塞情况,并采取相应的措施来防止拥塞。
拥塞控制可以通过降低传输速率、丢弃部分数据包等来进行。
6. 数据流控制:运输层通过滑动窗口机制来控制发送和接收之间的数据流。
发送端根据接收端的反馈信息调整发送速率,防
止发送速度过快导致接收端无法处理。
总之,运输层的主要功能是提供可靠的端到端数据传输,并处理连接的建立和终止、端口管理、拥塞控制和数据流控制等问题。
它在整个网络通信体系中起到了至关重要的作用。
TCP传输机制
TCP传输机制简介摘要:传输层是计算机网络中重要的一层,它负责连接下层物理结构和上层的应用程序,TCP协议是运输层的重要协议之一,本文对TCP协议做一个简单的介绍,然后为了介绍TCP传输机制,首先介绍TCP报文段的结构,而后介绍TCP协议可靠传输的实现方法以及TCP协议的流量控制和TCP协议的拥塞控制,最后介绍TCP协议整个的传输过程,从连接的建立一直到连接的释放。
关键词:TCP协议;TCP报文段;流量控制;拥塞控制1 引言运输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
TCP(Transport Control Protocol,传输控制协议)协议是运输层两个重要的协议之一(另一个是UDP协议)。
它是提供面向连接的服务,为用户提供一条可靠的通信信道,这在一些场合(比如说文件传输,电子邮件等)中是必须的。
本文对TCP协议做一个简要的介绍,重点叙述TCP报文的结构以及TCP是如何实现可靠传输的,包括流量控制和拥塞控制,帮助初学者更好的了解TCP传输机制。
2 TCP协议概述传输控制协议TCP是运输层的重要协议之一,当运输层采用面向连接的TCP协议时,尽管下面的网络是不可靠的(只是提供尽最大努力服务),但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。
它提供一种点对点的面向连接的服务,在传输数据之前必须先建立连接,数据传输结束后要释放连接。
TCP不提供广播或多播服务。
由于TCP要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多开销,如确认、流量控制、计时器以及连接管理等。
这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。
TCP提供可靠的交互服务的含义是,通过TCP连接传送的数据,无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。
TCP提供全双工通信的含义是,TCP允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。
TCP连接的两端都设有发送缓存和接受缓存,在发送时将数据发送到缓存中,而后TCP在合适的时候将数据发送出去;接受时将数据先存入缓存中,上层的程序在合适的时候读取缓存中的数据进行处理。
拥塞控制的四种典型方法
拥塞控制的四种典型方法
1.慢启动:TCP连接开始时,发送方会以指数级增长的速度将数据包发送到网络,直到网络开始出现拥塞为止。
这种方法可以避免在连接刚开始时造成拥塞。
2.拥塞避免:在慢启动结束后,TCP发送方采用线性增长的方式增加发送速率,以避免在网络中出现拥塞。
3.快重传:当TCP发送方收到重复的确认消息时,它会立即重新传输被确认但未收到的数据包。
这种方法可以提高数据传输的效率,同时降低网络的拥塞程度。
4.快恢复:当TCP接收方收到错误的数据包时,它会发送一个SACK 消息告诉发送方哪些数据包需要重新传输。
发送方会立即恢复未确认的数据包的发送,以提高数据传输的效率。
计算机网络题库1
N参考模型中,网络层次被划分为(B)。
A.物理层和数据链路层B.物理层、MAC和LLC子层C.物理层、数据链路层和网络层D.物理层和网络高层110.用集线器连接的工作站集合(A)。
A.同属一个冲突域,也同属一个广播域B.不属一个冲突域,但同属一个广播域C.不属一个冲突域,也不属一个广播域D.同属一个冲突域,但不属一个广播域116.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配?(A)A.86.33.224.123B.86.79.65.216C.86.58.119.74D.86.68.206.154117.以下哪个地址可以作为C类主机IP地址?(D)A.127.0.0.1B.192.12.25.256C.10.61.10.10D.211.23.15.1123.Internet网上一个B类网络的子网掩码是255.255.252.0,则理论上每个子网的主机数最多可以有(B)。
A.256B.1024C.2048D.4096134.关于CSMA/CD协议叙述不正确的是(B)。
A.CSMA/CD是解决总线型广播信道如何避免信号碰撞以及碰撞后如何处理的问题B.CSMA/CD用于总线型广播信道、全双工通信的以太网C.CSMA/CD可归结为四点:先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发D.CSMA/CD主要是为了让总线上各个主机能很好地共享信道140.数据解封装的过程是(B)A.段—包—帧—流—数据B.流—帧—包—段—数据C.数据—包—段—帧—流D.数据—段—包—帧—流144.关于TCP/IP的IP协议描述不正确的是(D)。
A.是点到点的协议B.不能保证IP报文的可靠传送C.是无连接的数据报传输机制D.每一个IP数据包都需要对方应答147.下面的关于TCP/IP的传输层协议表述不正确的有(D)。
A.进程寻址B.提供无连接服务C.提供面向连接的服务D.IP主机寻址N参考模型中,网络层次被划分为(B)。
A.物理层和数据链路层B.物理层、MAC和LLC子层C.物理层、数据链路层和网络层D.物理层和网络高层163.下面哪一个IP地址是B类地址(A)。
《网络协议从入门到底层原理》笔记(五)传输层(UDP、TCP、流量控制、拥塞控制、建立连接。。。
《⽹络协议从⼊门到底层原理》笔记(五)传输层(UDP、TCP、流量控制、拥塞控制、建⽴连接。
⽹络层是为主机之间提供逻辑通信;传输层为应⽤进程之间提供端到端的逻辑通信。
逻辑通信”的意思是“好像是这样通信,但事实上并⾮真的这样通信”。
从IP层来说,通信的两端是两台主机。
但“两台主机之间的通信”这种说法还不够清楚。
严格地讲,两台主机进⾏通信就是两台主机中的应⽤进程互相通信。
从运输层的⾓度看,通信的真正端点并不是主机⽽是主机中的进程。
也就是说,端到端的通信是应⽤进程之间的通信。
即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另⼀个进程进⾏通信”。
简称为“计算机之间通信”。
传输层有两个主要协议:TCP(Transmission Control Protocol),传输控制协议UDP(User Datagram Protocol),⽤户数据报协议TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报⽂段(segment)。
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报⽂或⽤户数据报。
第⼀章 UDP协议UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少⼀点的功能:复⽤和分⽤的功能差错检测的功能1.1 UDP特点UDP 是⽆连接的,发送数据之前不需要建⽴连接,因此减少了开销和发送数据之前的时延。
UDP 使⽤尽最⼤努⼒交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的连接状态表。
UDP 是⾯向报⽂的。
UDP 对应⽤层交下来的报⽂,既不合并,也不拆分,⽽是保留这些报⽂的边界。
UDP ⼀次交付⼀个完整的报⽂。
UDP 没有拥塞控制,因此⽹络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。
这对某些实时应⽤是很重要的。
很适合多媒体通信的要求。
UDP ⽀持⼀对⼀、⼀对多、多对⼀和多对多的交互通信。
UDP 的⾸部开销⼩,只有 8 个字节,⽐ TCP 的 20 个字节的⾸部要短。
1.2 UDP数据格式UDP长度(Length)占16位:⾸部的长度 + 数据的长度UDP检验和(Checksum)检验和的计算内容:伪⾸部 + ⾸部 + 数据伪⾸部:仅在计算检验和时起作⽤,并不会传递给⽹络层UDP端⼝(Port)UDP⾸部中端⼝是占⽤2字节可以推测出端⼝号的取值范围是:0~65535客户端的源端⼝是临时开启的随机端⼝防⽕墙可以设置开启\关闭某些端⼝来提⾼安全性常⽤命令:netstat –an:查看被占⽤的端⼝netstat –anb:查看被占⽤的端⼝、占⽤端⼝的应⽤程序telnet 主机端⼝:查看是否可以访问主机的某个端⼝安装telnet:控制⾯板 – 程序 – 启⽤或关闭Windows功能 – 勾选“Telnet Client” – 确定第⼆章 TCP协议TCP 是⾯向连接的运输层协议,在⽆连接的、不可靠的 IP ⽹络服务基础之上提供可靠交付的服务。
计算机网络技术专业1《运输层教学设计方案2》
80
了解各概念
2021
教学设计方案
专业名称
计算机网络技术
任课教师
序号
4
课程名称
计算机网络根底
授课班级
学 时
10
学习情境
运输层
学习任务
协议
流量控制
拥塞控制
学习目标
工作原理
工作原理
3掌握网络流量控制的方法
4掌握网络拥塞控制的方法
学习内容
3可靠传输的工作原理
的流量控制和拥塞控制
学习任务
描述
1.讨论视频直播及QQ聊天通信的工作原理
2讨论个人或FTP效劳器的通信原理
2两台计算机通信时如何判断将数据传给对方计算机的哪个软件?
3如何实现流量控制?
4如何实现拥塞控制?
任务要求
工作原理
工作原理
3掌握网络流量控制的方法
4掌握网络拥塞控制的方法
任务成果
讨论、记录个人认为有价值的内容。
教学实施过程设计
阶段划分
教师活动
学生活动
学时
提问式
引导式
讲解
讨论
2学时
启发式
讨论式
讲解
讨论、记录
2学时
3套接字的应用
讨论式
讲解
讨论、记录
1学时
3可靠传输的工作原理
提问讲解Leabharlann 讨论、提问、记录2学时
流量控制
提问
讲解
讨论、提问、记录
1学时
拥塞控制
引导式
讲解
讨论
1学时
练习
指导、提问
完成任务、主讲
1学时
学习效果评价
评价指标
数据链路层技术中的拥塞控制与流量分析策略(一)
数据链路层(Data Link Layer)是计算机网络中的一层,负责在物理层(Physical Layer)和网络层(Network Layer)之间传输数据。
拥塞控制(Congestion Control)和流量分析策略(TrafficAnalysis Strategy)是数据链路层中重要的技术,用于优化网络性能和保证数据传输的可靠性。
一、拥塞控制拥塞控制是一个复杂的问题,特别是在大规模网络中。
它的目标是避免网络中出现过多的数据包,导致网络性能下降或甚至崩溃。
拥塞控制的主要方法包括拥塞窗口调整、流量控制和排队管理。
1. 拥塞窗口调整拥塞窗口调整是一种动态调整数据发送速率的方法。
当网络中出现拥塞时,发送方会减小拥塞窗口的大小,降低发送速率,通过减少发送的数据包来缓解网络的压力。
反之,当网络没有出现拥塞时,发送方会逐渐增加拥塞窗口的大小,提高发送速率,以充分利用网络带宽。
2. 流量控制流量控制是一种保证数据发送方和接收方之间传输速率匹配的方法。
当接收方缓冲区已满时,它会发送一个流量控制消息给发送方,告知其减缓发送速率。
这样可以防止数据包丢失或传输错误。
流量控制还可以应对不同数据传输速率的设备之间的不匹配问题,确保数据的顺利传输。
3. 排队管理排队管理是在拥塞发生时处理排队的数据包的方法。
当网络中存在拥塞时,数据包的排队情况会变得复杂。
一种常见的排队管理方法是使用队列,按照先进先出的原则对数据包进行排队。
还有一种流行的排队管理方法是随机早期检测(Random Early Detection,简称RED),它根据网络的拥塞程度随机丢弃一些数据包,以降低网络负载。
二、流量分析策略流量分析策略用于监控、分析和管理网络中的数据流量。
它可以帮助网络管理员了解网络的使用情况、优化网络资源和发现网络中的异常行为。
1. 流量监控流量监控是对网络中的数据流量进行实时监控和分析的过程。
通过收集和分析网络流量数据,可以了解网络的拥塞情况、瓶颈位置、带宽利用率等信息。
【知识详解】传输层详解(秋招总结)
【知识详解】传输层详解(秋招总结)传输层详解⽬录1.传输层概述1.1 概述TCP⾪属于传输层,所以要⾸先明⽩传输层的作⽤是什么,传输层能够实现端到端的连接。
⽐如说我们⽤QQ与别⼈发信息,⽹络层能够将信息发送到对⽅的主机上,主机上使⽤什么协议来接受这个信息就由传输层来完成,所以传输层实现的是进程到进程间的连接。
传输层提供的是应⽤程序间的逻辑通信,也就是说它向⾼层(应⽤层)屏蔽了下⾯⽹络层的细节,使应⽤程序看起来好像是在传输层之间沿着⽔平⽅向传输数据,但事实上两者之间并没有这样⼀条实际的物理连接。
1.2 功能1.⽹络层提供了点到点的连接,⽽传输层提供了端到端的服务,也就是进程间的通信;2.⽹络层提供的是不可靠的连接,传输层能够实现可靠的传输;1.3 协议TCP(Transmission Control:Protocol) 传输控制协议UDP(User Datagram Protocol) ⽤户数据报协议1.4 传输层和应⽤层的关系1.4.1 端⼝TCP/IP传输层⽤⼀个16位端⼝号(0~65535)来标识⼀个端⼝,但是注意,端⼝号只具有本地意义,不同计算机的相同端⼝号没有关联,0⼀般不⽤,所以允许有65535个不同的端⼝号。
两个计算机的进程要实现通信,不仅必须知道对⽅的IP地址(为了找到对⽅的计算机),⽽且还要知道对⽅的端⼝号(为了找到对⽅计算机中的应⽤程序)问:怎么理解端⼝?在⽹络技术中,端⼝(Port)⼤致有两种意思:1.硬件端⼝,也就是设备间交互的接⼝,是物理意义上的端⼝,⽐如集线器,交换机等设备的接⼝;2.软件端⼝,指的是应⽤层的的进程和运输层进⾏层间交互的⼀种地址,是逻辑意义上的端⼝,⼀般指的是TCP/IP协议中的端⼝。
正是这种端⼝,所有传输层实现的是端到端的通信;在TCP/IP协议中,⽤"源IP地址、⽬的IP地址、源端⼝号、⽬的端⼝号、协议号"这五部分组成⼀个套接字,来标识⼀次通信;⼀个进程可以绑定多个端⼝号,因为⼀个进程可以有很多线程或者说是⼦进程等,这每⼀个都对应⼀个端⼝号,所以⼀个进程可以绑定多个端⼝号;但是⼀个端⼝号不可以被多个进程绑定,每⼀个端⼝号都与唯⼀的进程对应,if有多个了,那通信不就乱了套了吗;⼀个端⼝号⼀个进程,⼀个进程可以多个端⼝;端⼝号分类公认端⼝:0~1023,明确与某种服务绑定,⽐如各种协议;注册端⼝:1024~65535:松散的绑定⼀些服务,也就是有许多服务绑定这些端⼝。
运输层实验心得体会
运输层实验心得体会自从网络设备的出现,计算机网络的使用已经成为了人们生活中的一部分。
在计算机网络中,运输层的作用是负责将数据传输到不同的应用程序中。
为了更好地了解运输层的实验,我参加了一次关于运输层的实验,并从中获得了一些体会和心得。
首先,在实验中我学到了运输层具体的工作原理。
运输层主要有两种协议,即传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
通过实验,我了解到TCP协议主要负责可靠地传输数据,而UDP协议则更注重速度和效率。
在实验中,我们进行了TCP和UDP协议的比较实验,通过观察数据的传输速度和成功率,我更加深入地理解了它们的不同。
其次,实验中充分体现了团队合作的重要性。
在实验中,我们需要分组进行实验,每个小组都需要分工合作。
这就要求我们要充分沟通和协调,互相帮助和支持。
通过团队合作,我们能够更好地利用彼此的优势,提高工作效率,并且在遇到问题时能够共同解决。
这不仅在实验中有着显著的作用,也更好地体现了实际工作中团队合作的重要性。
此外,实验中我还了解到了网络中的拥塞控制机制。
拥塞控制是运输层的一个重要功能,它的作用是控制数据在网络中的传输速度,以避免网络过于拥堵。
通过实验,我了解到拥塞控制机制可以根据网络的当前情况自动调整数据的传输速度,使得网络能够在高负载和低负载时都能够有良好的性能。
这对于保证网络的稳定性和可靠性是非常重要的。
最后,实验中我还学到了运输层的一些性能调优方法。
通过调整一些参数和配置,我们可以调整运输层的性能,使其更适应不同的网络环境和应用需求。
比如,通过调整TCP的窗口大小和超时时间,我们可以提高数据的传输速度和成功率;通过调整UDP的缓冲区大小,我们可以提高数据的处理能力和吞吐量。
这些调优方法不仅提高了运输层的性能,也为我们提供了更多的选项和工具来解决实际问题。
通过这次关于运输层的实验,我对运输层的工作原理和功能有了更深入的了解。
同时,通过实践我也更好地掌握了一些实际操作和调优方法。
名词解释——运输层(传输层)
名词解释——运输层(传输层)运输层(传输层)是OSI参考模型中的第四层,主要功能是在网络上的两台主机之间建立逻辑连接,并将数据从一台主机传输到另一台主机。
它是负责传输数据包的一个重要协议层,也是网络应用层与网络互联层之间的桥梁。
运输层的主要功能有:传输控制服务,多路复用,流量控制,拥塞控制,连接管理,错误检测和纠正,拆分/合并报文等。
其中,传输控制服务是运输层最重要的功能,它主要负责在主机之间建立连接,保证报文的可靠传输,并且支持主机的多种服务质量。
多路复用是指在运输层使用一个端口号管理多个不同的传输连接,它可以实现在一个物理链路上同时传输多个传输连接。
多路复用主要有三种实现方式:端口号复用、IP地址复用和虚拟连接复用。
流量控制是指对网络上传输的数据流量进行控制,以避免网络中的拥塞,保证网络的稳定性。
常见的流量控制方法有基于套接字的流量控制、基于端口号的流量控制和基于IP地址的流量控制等。
拥塞控制是指在网络中通过限制网络上传输的数据包,以减少网络中的拥塞,保证网络的稳定性。
常见的拥塞控制方法有基于端口号的拥塞控制、基于IP地址的拥塞控制、基于TCP协议的拥塞控制和基于UDP协议的拥塞控制等。
连接管理是指在两台主机之间建立网络连接,并管理这些连接,以便实现数据传输。
连接管理主要包括连接状态管理、连接拆除管理和连接恢复管理等。
错误检测和纠正是指在网络中,运输层使用一定的技术来检测网络数据传输中的错误,并采取相应的措施来纠正错误。
常见的错误检测和纠正技术有CRC校验、纠错码、循环冗余校验等。
拆分/合并报文是指当报文过大时,运输层可以将报文拆分成若干小报文,然后分别传输,接收方收到后再进行报文合并;当报文过小时,运输层可以将若干小报文合并成一个报文,然后传输,接收方收到后再进行报文拆分。
运输层常见的协议有TCP、UDP、SCTP等,其中TCP是传输控制协议,它提供面向连接和可靠的传输服务,它主要负责主机之间的连接管理、流量控制、拥塞控制和错误检测和纠正等;UDP是用户数据报协议,它提供无连接的传输服务,它不提供可靠性服务,但是传输效率高;SCTP是流控制传输协议,它提供可靠的传输服务,主要用于多媒体传输。
计算机网络课件(第4版)_07运输层
基本内容
传输层的概念,TCP/IP体系中的传输层,端口的概念, 用户数据报协议UDP,传输控制协议TCP,TCP报文格式、
数据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP
的连接管理。
重点掌握
TCP/IP体系中的传输控制协议TCP:TCP报文格式、数 据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP的 连接管理。
连接2
端口 25
插口(socket)
TCP 使用“连接”(而不仅仅是“端口” )作为最基本的抽
象,同时将 TCP 连接的端点称为插口(socket),或套接字、 套接口。
插口和端口、IP 地址的关系是: IP 地址
131.6.23.13
端口号
1500
插口(socket)
131.6.23.13,
信。
运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同进
程的报文通过不同的端口向下交到运输层,再往下就共用网 络层提供的服务。
“运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的意
思是:运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事 实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接。要 传送的数据是沿着图的虚线方向传送的。
7.1 运输层协议概述
从通信和信息处理的角度看,运输层向它上面的应用层 提供通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用 户功能中的最低层。
面向信息处理 应用层
用户功能
运输层 面向通信 网络层 数据链路层 物理层 网络功能
运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信
应用进程 应用进程 端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口 IP 层
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12
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
在执行慢开始算法时,拥塞窗口 cwnd 的初始值为 1, 发送第一个报文段 M0。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
当 TCP 连接进行初始化时,将拥塞窗口=1。图中的窗 口单位不使用字节而使用报文段。
慢开始门限的初始值设置为 16 个报文段, 即 ssthresh = 16。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
更新后的 ssthresh 值变为 12(即发送窗口数值 24 的 一半),拥塞窗口再重新设置为 1,并执行慢开始算 法。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
假定拥塞窗口的数值增长到 24 时,网络出现超时(表 明网络拥塞了)。
课件制作人:谢希仁
要点
无论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段,只要发送方 判断网络出现拥塞(其依据就是没有按时收到确 认):
要将慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发 送窗口值的一半(但不能小于2)
拥塞窗口cwnd重新设置为1,执行慢开始算法;
目的:迅速减少主机发送到网络中的分组数,使
得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的
课件制作人:谢希仁
慢开始算法的原理
由小到大逐渐增大发送窗口,也就是逐渐增大拥塞 窗口;
在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口 cwnd 设置为一个最大报文段 MSS 的数值;
在每收到一个对新的报文段的确认后,将拥塞窗口 增加至多一个 MSS 的数值;
每经过一个传输轮次,拥塞窗口 cwnd 就加倍; 用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口 cwnd,可
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
当拥塞窗口 cwnd 增长到慢开始门限值 ssthresh 时 (即当 cwnd = 16 时),就改为执行拥塞避免算法, 拥塞窗口按线性规律增长。
分组处理完毕。
课件制作人:谢希仁
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
更新后的 ssthresh = 12
8
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指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
发送端收到 ACK1 (确认 M0,期望收到 M1)后,将 cwnd 从 1 增大到 2,于是发送端可以接着发送 M1 和 M2 两个报文段。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
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更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
接收端发回 ACK2 和 ACK3。发送端每收到一个对新报 文段的确认 ACK,就把发送端的拥塞窗口加 1。现在 发送端的 cwnd 从 2 增大到 4,并可发送 M4 ~ M6共 4 个报文段。
以使分组注入到网络的速率更加合理。
课件制作人:谢希仁
拥塞避免算法
条件:拥塞窗口cwnd >慢开始门限 ssthresh 时,停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算 法;
原理:没经过一个往返时间RRT(即传输轮 次),就把拥塞窗口cwnd 加1,而不是加倍;
拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长,比慢开 始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
线性规律增长 24
发生超时
20 进入拥塞避免
进入拥塞避免
16
ssthresh = 16
12
பைடு நூலகம்
更新后的 ssthresh = 12
8
4
指数规律增长
0
传输次数
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
拥塞避免
慢开始 拥塞避免
发送端每收到一个对新报文段的确认 ACK,就把发送 端的拥塞窗口加 1,因此拥塞窗口 cwnd 随着传输次数 按指数规律增长。
计算机网络
第 7 章 运输层的拥塞控制
课件制作人:谢希仁
四种拥塞控制的方法
慢开始 拥塞避免 快重传 快恢复
课件制作人:谢希仁
两个参数
拥塞窗口cwnd:发送方维持的一个状态变量,拥塞 窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且动态地在 变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
慢开始门限ssthresh:其用法如下 当cwnd < ssthresh时,使用慢开始算法; 当cwnd > ssthresh时,停止使用慢开始算法而 改用拥塞避免算法 当cwnd = ssthresh时,既可使用慢开始算法, 也可使用拥塞避免算法。