實(shí)驗(yàn)四傳輸層參考答案市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,試驗(yàn)四-傳播層參考答案,計(jì)算機(jī)學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)中心,-6-10,第1頁(yè),第1頁(yè),總覽：動(dòng)靜結(jié)合,TCP,協(xié)議理解,靜：,TCP,報(bào)文格式，首部各字段；,動(dòng)：協(xié)議運(yùn)營(yíng)各種機(jī)制,連接建立、釋放,傳播管理：定期器管理即超時(shí)與重傳機(jī)制,流量控制：滑動(dòng)窗口機(jī)制,擁塞控制：慢啟動(dòng)、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù),糊涂窗口綜合癥避免：發(fā)送端,Nagle,算法、接受端推遲確認(rèn)技術(shù),第2頁(yè),第2頁(yè),數(shù)據(jù)傳播要點(diǎn)(兼解疑),TCP,是全雙工，即,TCP,每端既可發(fā)送數(shù)據(jù)也可接受數(shù)據(jù)。每個(gè),TCP,連接中都有兩條數(shù)據(jù)“流”，,TCP,每

2、端發(fā)出報(bào)文中“序列號(hào)”,字段只用于表示自己所,發(fā)送,“數(shù)據(jù)流”數(shù)據(jù)序號(hào)，,“確認(rèn)號(hào)”字段只用于表示(確認(rèn))自己所接受“數(shù)據(jù)流”數(shù)據(jù)序號(hào)，且每次在自己發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)捎帶確認(rèn),“窗口”字段只用于表示給自己所接受“數(shù)據(jù)流”接受窗口大小。,試驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)置只啟用了,TCP,每一端,一個(gè)功效,，,即一端只,發(fā)送數(shù)據(jù)另一端只接受數(shù)據(jù),，并從這個(gè)角度將,TCP,兩端分別稱作發(fā)送方和接受方。,相稱于只啟用了,TCP,單工功效，只啟用和分析了,TCP,連接中一個(gè)“流”,第3頁(yè),第3頁(yè),題1參考答案,連接建立方式：三次握手；,PCA,：積極打開(kāi)方,(C),；,PCB,：被動(dòng)打開(kāi)方,(S),。,先點(diǎn)發(fā)送后點(diǎn)接受,連接沒(méi)法成

3、功,注意：,（有時(shí),先點(diǎn)發(fā)送后點(diǎn)接受間隔很短也會(huì)連接成功，這是由于發(fā)出SYN報(bào)文后一段時(shí)間沒(méi)有收到SYN+ACK報(bào)文，會(huì)重復(fù)幾次發(fā)送SYN報(bào)文試探）,原因：,C/S,模式，,Server,沒(méi)啟，,Client,也就連接不上了。,假如沒(méi)有應(yīng)用進(jìn)程被動(dòng)打開(kāi)，則積極打開(kāi)應(yīng)用進(jìn)程也就無(wú)法成功建立起一個(gè)連接。,結(jié)合看,TCP,狀態(tài)機(jī)，必須有被動(dòng)打開(kāi)方才干連,第4頁(yè),第4頁(yè),TCP狀態(tài)變遷圖,參考書(shū)籍：,（美）W.Richard Stevens著，范建華 等譯 TCP/IP協(xié)議詳解，卷一：協(xié)議，機(jī)械工業(yè)出版社，計(jì)算機(jī)科學(xué)叢書(shū)，4月,第5頁(yè),第5頁(yè),題2、4要點(diǎn),連接建立三次握手，連接釋放四次握手,能夠結(jié)合

4、,TCP,狀態(tài)機(jī),連接建立過(guò)程：“,Flags,字段”,SYN,、,ACK,標(biāo)識(shí)位。,連接釋放過(guò)程：“,Flags,字段”,FIN,、,ACK,標(biāo)識(shí)位。,第6頁(yè),第6頁(yè),題3要點(diǎn)：選項(xiàng)字段-MSS,連接建立時(shí)協(xié)商參數(shù)“選項(xiàng),(Option),字段”,Maximum Segment Size,+-+-+-+-+,|00000010|00000100|max seg size|,+-+-+-+-+,Kind=2 Length=4,Maximum Segment Size Option Data:16 bits,試驗(yàn)報(bào)文中十六進(jìn)制數(shù)值：,02 04 05 b4,第7頁(yè),第7頁(yè),題3要點(diǎn)：以太網(wǎng)幀,最

5、大傳播單元(MTU)限制：1500字節(jié)；,最小傳播單元限制:46字節(jié)。,為何有最大？最小？參考AST計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四版,第8頁(yè),第8頁(yè),題3、5參考答案,MSS=,最大,MTU,長(zhǎng)度,IP首部,固定（最小）,長(zhǎng)度,TCP,首部固定（最?。╅L(zhǎng)度,=1500-20-20=1460,-,題,3,TCP,數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度計(jì)算公式,-,題,5,要區(qū)別題3,要點(diǎn)：結(jié)合,IP首部各,字段,、,TCP首部各,字段,=(IP,總長(zhǎng)度字段,(16 bits),值,-IP,首都長(zhǎng)度字段,(4 bits),值,*,4,-TCP,首部長(zhǎng)度字段,(4 bits),值,*,4,),字節(jié),IP,、,TCP,首都長(zhǎng)度字段值以,32b

6、its(4bytes),為單位,第9頁(yè),第9頁(yè),滑動(dòng)窗口機(jī)制要點(diǎn),窗口左邊沿定義,窗口指針定義,窗口右邊沿定義,注意：查看數(shù)據(jù)文獻(xiàn)tcpsndwnddata.txt體會(huì)發(fā)送窗口改變,同時(shí)推斷接受窗口改變,第10頁(yè),第10頁(yè),題6(1)要點(diǎn),要點(diǎn)：結(jié)合慢啟動(dòng),第11頁(yè),第11頁(yè),題6(3)要點(diǎn),事實(shí)上，,6(3),題就是發(fā)送方和接受方窗口同時(shí)前、后問(wèn)題，分為兩種情況：,發(fā)送方發(fā)送,DATA,報(bào)文，接受方窗口同時(shí)前、后問(wèn)題,接受方發(fā)送,ACK,報(bào)文，發(fā)送方窗口同時(shí)前、后問(wèn)題,窗口同時(shí),：在,網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有報(bào)文,時(shí)，包括,接受方收到發(fā)送方發(fā)出所有報(bào)文，,發(fā)送方收到接受方發(fā)出所有報(bào)文，,發(fā)送方窗口與接受方

7、窗口,左邊沿、指針應(yīng)當(dāng)是同樣（同時(shí)）。,第12頁(yè),第12頁(yè),題6(3)發(fā)送方發(fā)送DATA報(bào)文,DATA,報(bào)文,到達(dá)接受方前,DATA,報(bào)文,到達(dá)接受方后，,并與發(fā)送方窗口同時(shí),第13頁(yè),第13頁(yè),題6(3)接受方發(fā)送ACK報(bào)文,ACK,報(bào)文,到達(dá)發(fā)送方前,ACK,報(bào)文,到達(dá)發(fā)送方后，,并與接受方窗口同時(shí),第14頁(yè),第14頁(yè),窗口同時(shí)問(wèn)題小結(jié),窗口左邊沿,是由接受方發(fā)送,ACK,報(bào)文驅(qū)動(dòng)改變；,接受方發(fā)送,ACK,報(bào)文后其接受窗口左邊沿向右滑動(dòng)；,發(fā)送方在收到,ACK,報(bào)文后其發(fā)送窗口左邊沿也隨之向右滑動(dòng)。,窗口指針,是由發(fā)送方發(fā)送,DATA,報(bào)文驅(qū)動(dòng)改變；,發(fā)送方發(fā)送,DATA,報(bào)文后其發(fā)送窗

8、口指針向右滑動(dòng)；,接受方在收到,DATA,報(bào)文后其接受窗口指針也隨之向右滑動(dòng)。,接受窗口右邊沿,與接受緩存、接受方確認(rèn)數(shù)據(jù)都相關(guān)系；,在接受緩存足夠情況下，接受方確認(rèn)數(shù)據(jù)，其接受窗口左邊沿向右滑動(dòng)，接受窗口右邊沿也向右滑動(dòng)，滿足接受窗口最大值,65535,；,在接受緩存不夠情況下，無(wú)法滿足接受窗口最大值,65535,，則接受方確認(rèn)數(shù)據(jù)，其接受窗口左邊沿向右滑動(dòng)，而接受窗口右邊沿停滯不動(dòng)，對(duì)外表現(xiàn)為接受方向發(fā)送方發(fā)送,ACK,報(bào)文時(shí)其通告接受窗口越來(lái)越小。,發(fā)送窗口右邊沿,與發(fā)送方擁塞窗口,cwnd,、接受方通告接受窗口,rwnd,相關(guān),在任何時(shí)候，其值,=,發(fā)送窗口左邊沿,+min cwnd,

9、rwnd,。,第15頁(yè),第15頁(yè),題6(2)要點(diǎn),主要是接受方窗口與緩存關(guān)系,第16頁(yè),第16頁(yè),題,6(2),圖例演示,1/2,接受方,第17頁(yè),第17頁(yè),題,6(2),圖例演示,2/2,接受方,第18頁(yè),第18頁(yè),題6(2)參考答案,假如接受緩存,不小于,65535,，在接受窗口值,連續(xù)減少前,接受端已開(kāi)始休眠。,假如接受緩存,小于等于,65535,，在接受窗口值,連續(xù)減少時(shí),接受端開(kāi)始休眠。,能夠明顯看出接受端開(kāi)始休眠 是,X1,號(hào)報(bào)文,由于其后通告接受窗口越來(lái)越小，（左邊沿在不斷向右移動(dòng)，而右邊沿不再移動(dòng)），接受方在窗口范圍外可用緩存已被使用完，表明接受方在窗口范圍外可用緩存被已確認(rèn)數(shù)

10、據(jù)占據(jù)著，應(yīng)用程序進(jìn)程沒(méi)有再?gòu)木彺嬷凶x取這些已確認(rèn)數(shù)據(jù)，即表明其已開(kāi)始休眠。,第19頁(yè),第19頁(yè),題6(4)要點(diǎn),窗口收縮定義：右邊沿向左移動(dòng),窗口合攏定義：左邊沿向右邊沿靠近,窗口張開(kāi)定義：右邊沿向右移動(dòng),接,6(2),圖例演示，繼續(xù),第20頁(yè),第20頁(yè),題6(4)參考答案,窗口收縮普通不發(fā)生,窗口合攏發(fā)生在,接受窗口連續(xù)減小期間,窗口張開(kāi)發(fā)生在,休眠結(jié)束后通告大窗口時(shí),第21頁(yè),第21頁(yè),題7要點(diǎn)與答案,窗口偵查報(bào)文指是Keep-Alive報(bào)文,每相鄰兩條窗口偵查報(bào)文Keep-Alive報(bào)文 時(shí)間差構(gòu)成數(shù)據(jù)序列規(guī)律：成倍增長(zhǎng)規(guī)律,t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,t,6,t,7,t1

11、=,t2-t1,窗口偵查報(bào)文發(fā),送或接受時(shí)間,相鄰兩條窗口偵,查報(bào)文時(shí)間差,t2=,t3-t2,t3=,t4-t3,t2=,2,t1,t3=,2,t2,.,t,n,=,2,t,n-1,第22頁(yè),第22頁(yè),題8(1)答案,慢啟動(dòng)初始值,sthread=65535,，,snd_cwnd=2,；,RFC2581,慢啟動(dòng)初始值要求。,snd_cwnd*1460 ssthread,，慢啟動(dòng)階段。,發(fā)送窗口計(jì)算,snd_wnd=min cwnd,rwnd,rcv_wnd=65535,，,snd_cwnd*1460=2920,；,因此,snd_wnd=min snd_cwnd,rcv_wnd=snd_cwn

12、d*1460=2920,；,snd_wnd_right=snd_wnd_left+snd_wnd,。,第23頁(yè),第23頁(yè),題8(2)答案,ssthread不變=65535，每收到一個(gè)ACK報(bào)文，snd_cwnd加1。,由于snd_cwnd*1460 ssthread，處于慢啟動(dòng)階段，每收到一個(gè)ACK，snd_cwnd至多增長(zhǎng)1個(gè)MSS數(shù)值（即隨RTT時(shí)間而指數(shù)增長(zhǎng)）。,第24頁(yè),第24頁(yè),題8(2)驗(yàn)證規(guī)律答案,能夠。,現(xiàn)象,（普通情況下）,：發(fā)送方初次發(fā)送,2,個(gè),DATA,報(bào)文，其后維持在兩個(gè)確認(rèn)報(bào)文之間發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文。,原因：,在發(fā)送方,發(fā)滿,當(dāng)前發(fā)送窗口,snd_wnd,

13、情況下（慢啟動(dòng)初始發(fā)滿兩個(gè),DATA,報(bào)文），收到接受方,1,個(gè),ACK,報(bào)文時(shí)，,由于接受方每收到,2,個(gè),DATA報(bào)文，發(fā)送個(gè)ACK報(bào)文對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)，那么在維持當(dāng)前發(fā)送窗口snd_wnd,不變情況下，發(fā)送方可再次發(fā)送,2,個(gè),DATA,報(bào)文，,同時(shí)由于慢啟動(dòng)機(jī)制，收到一個(gè)正常,ACK,報(bào)文擁塞窗口,cwnd,值加,1,，在,cwnd,遠(yuǎn)小于接受窗口,rwnd,時(shí)，,snd_wnd,就等于,cwnd,即,snd_wnd,加,1,，發(fā)送方還可再發(fā)送,1,個(gè),DATA,報(bào)文，,這樣發(fā)送方共可發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文。,第25頁(yè),第25頁(yè),題8(2)驗(yàn)證規(guī)律題定量分析歸納,試驗(yàn)現(xiàn)象（普通情況下

14、）,發(fā)送方：初次發(fā)送,2,個(gè),DATA,報(bào)文，其后維持在兩個(gè)確認(rèn)報(bào)文之間發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文。,接受方：接受方每收到,2,個(gè),DATA報(bào)文，發(fā)送個(gè)ACK報(bào)文對(duì)其進(jìn)行確認(rèn),。,第26頁(yè),第26頁(yè),規(guī)律分析-初始,初始：,snd_wnd=min snd_cwnd,rcv_wnd=2*MSS,；,snd&noAck_data=0*MSS,；,useable_wnd=2*MSS,注：假設(shè)每個(gè)發(fā)送報(bào)文大小都是,1,個(gè),MSS,第27頁(yè),第27頁(yè),規(guī)律,分析-第1步,發(fā)送,2,個(gè),DATA,報(bào)文,snd_wnd=2*MSS,；,snd&noAck_data=2*MSS,；,useable_wnd=

15、0*MSS,收到1個(gè),ACK,報(bào)文,snd_wnd=snd_wnd_old+,1*MSS,=3*MSS,；,snd&noAck_data=snd&noAck_data_old,2*MSS,=0*MSS,；,useable_wnd=1*MSS+2*MSS=3*MSS,第28頁(yè),第28頁(yè),規(guī)律,分析-第2步,發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文,snd_wnd=3*MSS,；,snd&noAck_data=3*MSS,；,useable_wnd=0*MSS,收到1個(gè),ACK,報(bào)文,snd_wnd=snd_wnd_old+,1*MSS,=4*MSS,；,snd&noAck_data=snd&noAck_da

16、ta_old,2*MSS,=1*MSS,；,useable_wnd=1*MSS+2*MSS=3*MSS,第29頁(yè),第29頁(yè),規(guī)律,分析-第3步,發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文,snd_wnd=4*MSS,；,snd&noAck_data=4*MSS,；,useable_wnd=0*MSS,收到1個(gè),ACK,報(bào)文,snd_wnd=snd_wnd_old+,1*MSS,=5*MSS,；,snd&noAck_data=snd&noAck_data_old,2*MSS,=2*MSS,；,useable_wnd=1*MSS+2*MSS=3*MSS,第30頁(yè),第30頁(yè),規(guī)律,分析-第4步,發(fā)送,3,個(gè),DATA,報(bào)文,snd_wnd=5*MSS,；,snd&noAck_data=5*MSS,；,useable_wnd=0*MSS,收到1個(gè),ACK,報(bào)文,snd_wnd=snd_wnd_old+,1*MSS,=6*MSS,；,snd&noAck_data=snd&noAck_data_old,2*MSS,=3*MSS,；,useable_wnd=1*MSS+2*MSS=3*MSS,第31頁(yè),第31頁(yè),