同等学力申请硕士学位计算机网络辅导课件.ppt

1、同等学力人员申请硕士学位学科综合水平全国统一考试计算机网络辅导北京理工大学计算机科学技术学院名词术语 带宽 通信信道允许通过信号频率的范围，体现为传输信道的最高频率和最低频率之差，单位是赫兹（Hz） 标准电话话路300-3400Hz（3100Hz）理想：2400Hz 码元 承载信息的基本信号单位 奈奎斯特（Nyguist, H）准则 理想低通信道：最高码元速率=2X带宽 理想带通信道：最高码元速率=带宽 信号传输率（调制速率）-码元速率 线路上单位时间内传送的波形个数，单位是波特（Baud）速率之间的关系 数据传输率 单位时间内传送比特的位数，单位是位/秒（b/s，bps） 速率之间的关系 一

2、个单位的码元能承载（代表）几个比特位 一码元携带的信息量：log2(信号有效值状态数) 数据率=波特率X一码元携带的信息量 仙农（Shannon，C.E）公式 把奈奎斯特结论扩展到受随机（热）噪声影响 对于任何带宽为H Hz、信躁比为S/N的信道 最大数据传输率（bit）=Hlog2（1+S/N） 10lgS/N-分贝（dB）调制解调器（Modem） 调制器(Modulator)和解调器(demodulator) 为了达到更高的信息传输率，采用技术上更为复杂的多元制振幅相位混和调制方法，使每个码元能携带更多个比特的信息量 当采用16元制时，一个码元可携带4个比特信息，2400Hz带宽-9600

3、bps 高速Modem（28.8-33.6kbps ITU-T V.34标准）,采用大量数字信号处理技术和专用VLSI 3000Hz，30dB信道-30kbps（仙农公式） 56kbps V.90 Modem 通过减少A/D变换和量化躁声来实现Modems 正交移相键控法 QPSK (Quadrature PSK) 正交幅度调制 QAM (Quadrature AM) 星座图 Constellation Diagram (a) QPSK (b) QAM-16 (c) QAM-64.Modems (TCM)Trellis Coded Modulation 9600bps V.32 14400bp

4、s V.32bis 28800 V.34 33.6bps V.34bis (a) V.32 for 9600 bp (b) V32 bis for 14,400 bps例题2004年： 假定一条线路每1/16s采样一次，传输信号共有16种状态，传输速率是（ 64kbps）2005年： 采用8种相位，每种相位各有两种幅度的QAM调制方法，在2400Baud的信号传输速率下能达到的数据传输速率为（ 9600 ）bit/s2005年 使用电话线拨号方式传输1M字节大小的文件，其中Moden的数据传输率为2400bps.若以异步方式传送，采用1位起始位和1位停止位，则最少需要多少时间（以秒为单位）才能

5、将该文件传输完毕？（假设线路传播延迟、误码率、网络层以上开销均忽略不计） 解答：信息传输速率=2400（8+1+1）=24000b/s，传输1M 字节大小的文件需要时间：1024*1024/24000=43.69s脉冲编码调制 模拟数据的数字化 把模拟数据转换为数字信号，要使用编解码器设备，用编解码器把模拟数据变换为数字信号的过程叫做模拟数据数字化 脉冲编码调制技术(Pulse Code Modulation，PCM)，简称脉码调制 采样/取样：取样频率大于模拟信号最高频率的2倍，则可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号 量化 编码 取样的速率由模拟信号的最高频率决定，量化的级别多少决定了取样

6、的精度，实际过程中这些参数都取下限数字传输系统 同步时分多路复用和PCM结合 实现若干模拟话路时分复用数字主干ch0ch31数字主干2.048Mbpsch0ch1ch2ch15ch16ch17.ch30ch31125微秒32X8/125=2.048Mbps数字传输系统 贝尔系统的T1载波 T1载波也叫一次群，24路话音信道时分多路复用在一条1.544Mb/s的高速信道上 轮流对24路话音PCM，一个取样周期（125s）中得到7位一组的数字合成串，共7X24位，每个7位组后面插入一个信令位，变成8X24=192位，最后加入一个帧同步位，帧长为193位，每125s传送一帧，数据传输率为193b/1

7、25s=1.544Mbps 多次群 T1载波还可以多路复用到更高级的载波上 4个T1合成一个T2信道(6.312Mb/s)，7个T2合成一个T3(44.736Mb/s)，6个T3合成一个T4(274.176Mb/s) 速率标准SONET/SDH例题2006年： 用PCM对语音进行数字化，如果将声音分成128个量化级，采样频率为8000次/秒，那么一路话音需要的数据传输率为（56）Kbit/s例题其他： 1. 无线电天线通常在其直径等于无线电波长的情况下工作效果最好，合理的天线直径范围是从1cm到5cm。所覆盖的频率范围是多少？ 解答：波长=速度/频率 1cm(3*108m/s*100) / f

8、5cm，即60MHz-30GHz。 2. 在50kHz线路上使用T1载波需要多大的信躁比？ 解答：50*log2（1+s/n）=1.544*1000，s/n=231-1，即10lg(231-1)=93 dB。 3. T1线路的开销比例有多大？即1.544Mb/s中有多少比例没有投递给端用户？ 解答：由于在一个帧中，端点用户使用193位中的168（=7X24）位，开销占25（=193-168）位，因此开销比例等于25/193=13%。 循环冗余校验（CRC） 又称多项式编码 将位串看成是系数为0或1的多项式 k位的帧看成k-1次多项式 例如：110001-x5+x4+x0 收发双方事先预定一个生

9、成多项式G(x)-最高和最低位为1, 计算m位的帧M(x)的校验和 基本思想: 将校验和加在帧的末尾, 使带校验和的帧的多项式能被G(x)除尽 接收方收到校验和的帧时, 用G(x)去除它, 如果有余数, 则传输出错计算校验和的算法 设G(x)为r次, 在帧的末尾附加r个0, 使帧为m+r位, 则相应的多项式为xrM(x) 按模2除法用对应于G(x)的位串去除对应于xrM(x)的位串 按模2减法从对应于xrM(x)的位串中减去余数. 结果就是要传送带校验和的帧, 叫多项式T(x) 生成多项式的国际标准 CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+1 CRC-16=x16+x15+x2+1 CR

10、C-CCITT=x16+x12+x5+1HDLC协议 HDLC站的类型 主站：控制链路 从站：受控 复合站：主/从站 HDLC链路结构 不平衡结构：主-从 平衡结构：复合-复合 HDLC的操作模式 正常响应模式（NRM） 不平衡配置、主站发起向从站的数据传输 异步响应模式（ARM） 不平衡配置、次站发起传输 异步平衡模式（ABM） 平衡配置、双方均可发起传输主站从站主站从站从站复合站复合站响应/命令命令/响应 命令响应响应命令HDLC的帧格式：标志 F地址 A控制 C信息 Info帧校验序列 FCS标志 F标志字段：标志字段：8位、作为帧的边界，取值为01111110，两个标志之间为透明传输区

11、，如果中间出现连续五个1发送时插入一个0。地址字段：地址字段：8位、从站或应答站的地址，全1:广播， 全0:无效。控制字段：控制字段：8位、根据其最前面两个位的取值，HDLC帧分成三类：信息帧、监督帧和无编号帧。信息字段：信息字段：若干8位，发送的实际数据。帧校验序列：帧校验序列：16位、CRC校验，生成多项式：x16+x12+x5+1，即CRC-CCITT，校验范围：地址、控制和信息字段。HDLC控制字段：信息帧：123456780 N(S)P/F N(R) 发送帧序号 询问/终止 期望接收帧序号监督帧：1234567810SSP/F N(R) 监视和控制 N(R)-1已经接收无编号帧：12

12、34567811MMP/F M五位M：32种组合命令，提供附加的链路控制-建立工作模式（SABM）、拆除链路（DISC）、报告特别情况（UA）当当S位为位为00（称为（称为RR帧）帧）表示准备接收下一帧，确认序号为N(R)-1及其以前的帧；为为01（REJ）表示拒绝N(R)开始的所有帧，但确认N(R)-1及其以前的各帧；为为10（RNR）表示暂停接收下一帧，确认N(R)-1及其以前的各帧；为为11（SREJ）表示只拒绝N(R)帧但确认N(R)-1及其以前的各帧 操作过程：系统A系统B协议操作网络层链路层链路层网络层SABM UA信息帧响应帧 DISC UAConnect requestConn

13、ect indicationConnect confirmConnect response Data requestdisconnect request Data confirmdisconnect confirmData indicationdisconnect indicationData responsedisconnect response站A站B(B，SABM，P )（B，UA，F） （B，DISC，P） （B，UA，F） （B，I00，P） （B，I10）（B，I20）（A，I00） （B，I31，F） （A，I10，P） （A，RR2，F） 例题2004年： 若HDLC的数据域中

14、出现比特串“010111110101”，为解决透明传输，则比特填充后的输出为（0101111100101）。流量控制 在收发数据的速度上取得一致，获得最高的传输效率，提高传输的可靠性 应答式停止-等待流量控制 最简单的流量控制技术，适用于单工或半双工通信。 发送方发送一帧信息帧后，要等待对方收妥应答后才继续发送下一帧。 滑动窗口流量控制 比较完善的流量控制技术，适用于全双工通信。 连续发送若干帧，不等待对方应答。滑动窗口法 每个发出的帧都包含一个序列号 发送进程 允许连续发送（不等待应答）的帧序号表 发送窗口 接收进程 允许接收的帧序号表 接收窗口 发送窗口和接收窗口 有一个上限和下限 发送和

15、接收窗口大小不必相同 发送和接收窗口的上限和下限不必相同 某些协议中窗口大小固定，另一些协议中可变滑动窗口协议的工作过程 发送方窗口中的序列号代表已发送但尚未确认的帧 网络层分组到达后，给它分配下一个最高的序号，发送窗口上限加1 当确认到来时，发送窗口的下限加1 接收端对落在接收窗口以外的帧进行丢弃 当序列号等于接收窗口下限的帧收到后，把它交给网络层，产生一个确认，且接收窗口整个向前移动一个位置滑动窗口状态 滑动窗口大小为1，帧序列号采用3位 (a) 初始状态，接收窗口张开 (b) 第0帧已经发送 (c) 第0帧已经接收，应答已经发送 (d) 第0帧的应答已经接收滑动窗口协议的窗口大小 问题

16、采用滑动窗口协议，一次可以连续发出多少个帧？即发送窗口的最大尺寸应为多少？ 需要考虑以下两种情况： 顺序接收（连续ARQ，又称Go-Back N） 乱序接收（选择重传ARQ）顺序接收（连续ARQ） 序号为n位，序号范围：02n-1 最大窗口尺寸w为多少？ 2n 或2n-1？ 设n=3，取w=8，工作情况下图所示 由于各组帧的序号范围相同，所以无法识别重复帧 所以，当 w= 2n ，协议不能正确工作顺序接收重发第二组发送方接收方DT0DT7ACK7DT0DT7ACK7DT0DT7第一组第二组正确接收第一组，允许接收07正确接收第二组，允许接收07以为是第三组，重复接收，错误 w=2n 时，顺序接

17、收方无法识别重复帧 顺序接收 设n=3，取w= 23-1 =7，工作情况下图所示 由于各组帧的序号范围不同，所以可以识别重复帧 所以，当 w= 2n-1，协议可以正确工作 因此，在顺序接收情况下，最大窗口尺寸 w=2n-1顺序接收重发第二组发送方接收方DT0DT6ACK6DT7DT5ACK5DT7DT5第一组第二组正确接收第一组，允许接收7,05正确接收第二组，允许接收6,7,04接收的仍为第二组，重复，丢弃w=2n-1时，顺序接收方可以识别重复帧 乱序接收（选择重传） 实际上，由于各种因素的影响，如传播延迟，重发等，可能会出现序号大的帧先到达，而序号小的帧延迟到达的情况，所以，应该允许接收方

18、乱序接收乱序接收 此时，若最大窗口尺寸 w=2n-1，仍然可能出错 设n=3，取w= 23-1 =7，工作情况下图所示 由于乱序接收，对于7, 04帧，接收方不知道它们是重发帧，当作正常帧接收，从而造成帧重复，导致协议失败乱序接收正确接收第二组，允许接收6,7,04重发第二组发送方接收方DT0DT6ACK6DT7DT5ACK5DT7DT5第一组第二组正确接收第一组，允许接收7,0 5接收的仍为第二组，7,04是新帧还是重复帧？w=2n-1时，乱序接收方无法识别重复帧 乱序接收 可以看出，帧重复主要是因为接收方无法区分两组帧的帧序号，即最大窗口尺寸 w=2n-1太大了 选择最大窗口尺寸 w=2n

19、-1，即可以解决上述问题 设n=3，取w= 23-1=4，工作情况下图所示 因此，在乱序接收情况下，最大窗口尺寸 w=2n-1乱序接收正确接收第二组，允许接收03重发第二组发送方接收方DT0DT3ACK3DT4DT7ACK7DT4DT7第一组第二组正确接收第一组，允许接收47接收的仍为第二组，重复，丢弃w=2n-1时，乱序接收方可以识别重复帧 例题2004年 对于选择重传ARQ协议，若序号位为3位，则最大发送窗口Wt为（4）。2006年 数据链路层采用Go-back-N方式进行流量和差错控制，发送方已经发送了编号为0-6的帧，当计数器超时，除1号帧外，其他各帧的确认均已返回时，发送方需要重发（

20、6）帧。例题2004年 假定卫星信道的数据率为100kbps，卫星信道的单程（发送方通过卫星到接受方）传播延时为250ms，每个数据帧长均为2000bit，并且不考虑误码、确认帧长、头部和处理时间等开销，为达到最大的效率，试问帧的顺序号应为多少位？此时信道的利用率是多少？解答：2000bit帧占用信道时间2000b/100kbps= 20ms，往返传播时间500ms，需要窗口大小为500/20=25帧才能保持信道繁忙，序号为5位。信道利用率：25*20/(500+20)=96%载波侦听，多路访问，冲突检测(CSMA/CD) 载波侦听，多路访问，冲突检测(CSMA/CD) CSMA/CD 有三种

21、状态：争用，传输，空闲冲突检测时间的估算 对于基带总线基带总线而言，检测到冲突的时间等于两个站点之间最大传播延迟的2倍图 冲突检测的定时ABABABt0 t0+t0+2冲突检测时间的估算 图 最长需要 2时间检测到冲突退避算法 检测到冲突，并发送完阻塞信号后，为降低再次冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再使用CSMA算法发送 随机时间的确定通常采用二进制指数退避算法 基本思想 首先从离散的整数集合0, 1, , 2k-1随机选取一个数r其中，K=Min重发次数，10 重发时间= r * 2 - 传播延迟 帧每发生一次冲突，r加倍 最大传输次数不超过 16 可以看出，冲突次数多的站等待时间长

22、性能 Metcalfe & Boggs, 1976 CSMA/CD将介质时间分割成一系列时间槽 每个槽的长度为传输延迟的两倍（ 2 ） 显然，电缆越长，争用期就越长 802.3 规定电缆最大长度为2.5km，任意两个收发器之间最多有4个中继器，则往返传播延迟不超过51.2s，在10Mbps下为512位，即64字节例题 长度为1公里、数据传输率为10Mbps的CSMA/CD以太网，信号传播速度为200m/s.试求能够使该网络正常运行的最小帧长。解答：对于1 公里电缆，单程传播时间为10.2=5s =510-6秒，来回路程传播时间为2=10s。为了能够按照CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能

23、小于10s。以10Mbps 速率工作，10 微秒可以发送的比特数等于：10*10-6/(1*10-7)，因此，最小帧是100 比特。 例题IP地址 每个连接到Internet中的主机分配一个地址 全球范围保证地址唯一 32位的逻辑地址 IP地址由Internet网络信息中心（InterNIC）负责分配 采用4个3位十进制数中间用点进行分割表示-点分十进制记法 IP地址包含网络号和主机号两部分 根据两部分所占的比特位数不同分成不同的地址类IP地址分类0 网络号主机号824A类第一字节取值范围 0XXXXXXX 0-127例如: 10.1.1.1010 网络号主机号1616B类 10XXXXXX

24、128-191例如: 169.9.1.10110 网络号主机号248C类 110XXXXX 192-223例如: 211.68.9.11110组播地址D类11110保留E类子网掩码 用于区分IP地址中哪部分是网络号，哪部分是主机号 网络号部分取全“1”，主机号部分取全“0” 缺省的子网掩码 A类地址：8个“1” 24个“0”-255.0.0.0 10.1.1.10与255.0.0.0=10.0.0.0(网络号) B类地址：16个“1” 16个“0”-255.255.0.0 168.9.5.4与255.255.0.0=168.9.0.0(网络号) C类地址：24个“1” 8个“0”-255.25

25、5.255.0 211.68.9.1与255.255.255.0=211.68.9.0特殊的IP地址 A类地址中第一字节有效范围1-126 127.0.0.1作为回环地址使用，对应的主机名通常为localhost 0/255在许多情况下不用网络号 主机号 源地址 目的地址含义00YesNo本网络上的本主机0任意YesNo本网络上的某主机全1全1NoYes本网络进行广播任意全1NoYes在网段上进行广播划分子网 为何要划分子网 对主机号部分进行进一步划分，分成子网号和新主机号两部分 IP地址：网络号+子网号+主机号 例如：168.9.0.0(从InterNIC分配得到) 假设子网号取3位 168

26、.9.000XXXXX.XXXXXXXX(不用) 168.9.001XXXXX.XXXXXXXX-IP:168.9.32.1-168.9.63.254 . 168.9.110XXXXX.XXXXXXXX-IP:168.9.192.1-168.9.223.254 168.9.111XXXXX.XXXXXXXX(不用) 子网掩码 255.255.11100000.00000000-255.255.224.0(IP/19) 网络号: 168.9.32.0 - 168.9.192.0可变长子网掩码 可变长子网掩码(Variable Length Subnet Mask, VLSM)编址方案 虽然子网划

27、分是对网络编址的有益补充，但是还存在着一些缺陷 出现了VLSM，可以避免任何可能的地址浪费 VLSM用直观的IP地址后面加上“/网络及子网号比特数”来表示 例如：202.117.125.0/27，表示前27位是网络号和子网号，即子网掩码长27位，主机地址为5位长CIDR 无类别域间路由选择 为了解决IP地址不够分配的问题 借助网络ID中的位数作为主机ID进行寻址，称为超网（Supernet） 例如: InterNIC如何给拥有2000台主机的组织分配IP地址? 分配一个B类地址-浪费 分配8个C类地址-路由表太大 8个C类地址: 220.78.168.0/24-220.78.175.0/24

28、路由表中需要8个表项 改为记录起始地址: 220.78.168.0/21 220.78.10101XXX.0 与 255.255.248.0例题2004年 一个B类地址的子网掩码是255.255.255.224，可以得出（2048）个子网？（不考虑特殊地址）解答：255.255.11111111.11100000 11位子网掩码共有2048个子网2005年 在某一个子网中给以下四台主机分配IP地址（子网掩码均为255.255.255.244）,其中一台因IP地址分配不当而存在通信故障，这台主机IP地址为（A ） A200.10.1.60 B200.10.1.65 C200.10.1.70 D2

29、00.10.1.75解答：60=32+16+8+4=00111100 65=64+1 =01000001 70=64+4+2 =01000110 75=64+8+2+1 =01001011例题 某单位内有4个局域网通过一台四个端口的路由器（支持可变长子网掩码VLSM）连接，一个端口连接一个局域网，每个局域网的主机数分别是120台、60台、26台、25台。该单位已拥有一个C类IP地址198.101.116.0/255.255.255.0,试合理分配IP地址并给出每一个局域网的IP地址范围和子网掩码。解答：每个部门分配一个子网，名义上部门A、B、C、D 的子网大小分别是：（=128），（=64），

30、（=32）和（=32） IP 地址的最高位是0表示子网A，最高两位是10表示子网B，最高三位是110表示子网C，最高三位是111 表示子网D。显然这里采用了可变长子网掩码，涉及3种子网掩码，分别是255.255.255.128；255.255.255.192；255.255.255.224 因此IP 地址范围和子网掩码分配方式如下： 192.101.116.1126 /255.255.255.128 192.101.116.129190 /255.255.255.192 192.101.116.193222 /255.255.255.224 192.101.116.225254 /255.25

31、5.255.224例题 一个网段的网络号为198.90.10.0/27，子网掩码固定为255.255.255.224，最多可以分成（8）个子网，而每个子网最多具有（30）个有效的IP地址。解答：198.90.10.000 xxxxx 255.255.255.11100000实现IP路由 IP路由器的每个端口至少配置唯一的IP地址 每个端口连接一个网段 每个网段中主机的IP地址中网络号(子网号)相同，网段之间的主机IP地址中网络号(子网号)不同 每台主机必须配置默认网关 默认网关的IP地址为该网段路由器端口的地址路由器192.32.17.0/24201.8.20.0/24192.32.22.0/

32、24192.32.17.1201.8.20.1192.32.22.1ARP 地址解析是一个将主机IP地址映射到硬件地址的过程 地址解析的过程包括: ARP请求:发送方硬件地址/发送方IP地址/目标方的硬件地址/目标方的IP地址(本地广播) ARP响应 ARP高速缓冲(Cache) 减少广播的数量 生存期ARP/RARP分组格式硬件类型硬件类型协议类型协议类型硬件地址长度硬件地址长度协议地址长度协议地址长度操作操作发送结点硬件地址发送结点硬件地址发送结点协议地址发送结点协议地址目的结点硬件地址目的结点硬件地址目的结点协议地址目的结点协议地址硬件类型：网络接口硬件的类型，对以太网此值为硬件类型：网

33、络接口硬件的类型，对以太网此值为1协议类型：发送方使用的协议，协议类型：发送方使用的协议，0800H表示表示IP协议协议硬件地址长度：对以太网，地址长度为硬件地址长度：对以太网，地址长度为6字节字节协议地址长度：对协议地址长度：对IP地址，地址长度为地址，地址长度为4字节字节操作：操作：1-ARP请求请求 3-RARP请求请求 2-ARP响应响应 4-RARP响应响应IP层传输算法 w=source-IP-address W=source-MAC-address x=destination-IP-address X=destination-MAC-address y=source-subnet

34、-mask z=source-default-router-IP-address Z= source-default-router-MAC-address if (w and y)=(x and y) then /源主机和目的主机在一个子网 lookup_MAC(x) if found then send_packet(X,x) else send_ARP(x) send_packet(X,x) end if else /源主机和目的主机在不同的子网 lookup_MAC(z) if found then send_packet(Z,x) else send_ARP(z) send_packe

35、t(Z,x) end if end ifIP分组的格式01234567012345670123456701234567版本 |首部长度服务类型总长度标识标志| 段偏移生存期协议首部校验和源站IP地址目的站IP地址选项和填充数据.分段和重装配 每个网络可能规定了不同的最大分组长度，当分组在互联网络中传送时可能要进入一个最大分组长度较小的网络，这时需要对它进行分段 在哪里对分段进行重装配？ 一种办法是在目的地再行装配 把数据报越分越小 另一种办法是允许中间的路由器进行组装 路由器提供重装配缓冲区，避免重装配死锁 一个数据报分出的小段必须经过同一出口路由器 IP协议解决策略分段 图 数据报分段每个段

36、都有数据报报头报头：指示原始数据报在原始数据报中的位置IP数据报分段和重装 IP协议使用4个字段处理分段和重装问题 数据报标识字段：惟一标识数据报 数据长度：总字节数 段偏移：以8个字节（64位）的倍数计数 M标志：是否为最后一个分段数据报分段形成新的数据报例题 某一网络的一台主机产生了一个IP数据报，头部长度为20字节，数据部分长度为2000字节，该数据报需要经过两个网络到达目的主机，这两个网络所允许的最大传输单元MTU分别为1500字节和576字节。请问原IP数据报到达目的主机时分成了几个小IP数据报，每个报文的数据部分长度分别为多少？解答：经过第一个网络后分成两个IP数据报，数据部分长度

37、为：1500-20=1480和2000-1480=520。其中第一个IP数据报经过第二个网络后分成三个IP数据报，数据部分长度为：576-20=556（取552，8的倍数），552和1480-552*2=1460-1104=356TCP TCP采用一些机制保证数据传送可靠、按序、无丢失和无重复 TCP的编号和确认 将传送的所有报文看成字节流，对每一个字节进行编号 建立连接时，双方商定初始序号 每次传送时 报文段第一字节序号在TCP首部-发送序号 已接收到对方数据最高序号+1-接收序号 TCP的流量控制 可变发送窗口的方式进行流量控制，单位为字节 TCP报文段首部的窗口字段-当前设定的接收窗口

38、发送窗口在连接建立时由双方商定。通信过程中接收端控制发送端TCP报文段的格式源端口目的端口发送序号接收序号数据偏移|保留|URG|ACK|PSH|RST|SYN|FIN窗口校验和紧急指针选项和填充数据32位首部字段的含义 数据偏移：占4位，TCP报文段首部长度，单位是32位 保留：占6位 紧急比特URG：=1表示尽快进行传送 确认比特ACK：=1确认序号字段有意义 紧迫比特PSH：=1请求远地TCP将本报文段立即传送给应用层 重建比特RST：=1出现严重差错，重建连接 同步比特SYN：=1 ACK=0，连接请求报文 终止比特FIN：=1释放连接 窗口：占2字节，发送方的接收窗口，单位为字节 校

39、验和：占2字节，范围包括首部和数据 选项：长度可变，最长报文段MSSTCP连接管理SEQ=x SYN=1 ACK=0SEQ=y SYN=1 ACK=1REQ=x+1ACK=1 REQ=y+1SEQ=p FIN=1ACK=1 REQ=p+1SEQ=q FIN=1 ACK=1 REQ=p+1ACK=1 REQ=q+1TCP流量控制主机A主机B连接(窗口400 每个报文100字节)SEQ=1A还能发送300字节SEQ=101A还能发送200字节允许A再发送300字节SEQ=201丢失ACK=201,WIN=300SEQ=301A还能发送200字节SEQ=401A还能发送100字节SEQ=201A超时

40、重发,但不能再发ACK=501,WIN=200允许A再发送200字节TCP 传输策略糊涂窗口综合症（Silly window syndrome）TCP 拥塞控制(a) 快速网络给低容量的接收者输送信息(b) 低速网络给高容量的接收者输送信息TCP 拥塞控制算法Internet 拥塞控制算法示例TCP拥塞控制算法的演变TCP 定时器管理(a) 数据链路层ACK到达时间的概率分布 (b) TCP ACK到达时间的概率分布例题2004年 TCP报文中，确认号为1000表示（已收到999字节）。2004年 设TCP使用的最大窗口为64KB（64*1024字节），假设信道平均带宽为1Mbps，报文段的平

41、均往返时延为80ms，并且不考虑误码、确认帧长、头部和处理时间等开销，问该TCP连接所能得到的最大吞吐量是多少？此时传输效率是多少？解答：每80ms+64KB/1Mbps=80+524=604ms可以发送一个窗口大小的通信量，每秒1.65个窗口（1000ms/604ms=1.65）。因此，吞吐率为：65536X8X1=0.5243Mb/s，线路效率为0.5243Mbps/1Mbps=52.43%。 例题2006年 在采用TCP连接的数据传输阶段，如果发送端的发送窗口值由1000变为2000，那么发送端在收到一个确认之前可以发送（2000个字节）。2006年 长度为200字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP头部，再交给网络层传送，需加上20字节的IP头部。最后交给数据链路层的以太网传送，还需加上18字节的头部和尾部。假设不计其他开销，试求该数据的传输效率。解答：200/(200+20+20+18)=77.5%