1、15.5 TCP5.5 TCP的擁塞控制的擁塞控制5.5.1 擁塞現象及產生原因擁塞現象及產生原因1. 擁塞現象擁塞現象擁塞現象是指注入到網絡中的數據量過多，擁塞現象是指注入到網絡中的數據量過多，使得網絡來不及處理，以致引起部分乃至整使得網絡來不及處理，以致引起部分乃至整個網絡性能下降的現象，嚴重時甚至會導致個網絡性能下降的現象，嚴重時甚至會導致網絡通信業務陷入停頓。網絡通信業務陷入停頓。流量控制：流量控制：局部性局部性擁塞控制：擁塞控制：全局性全局性22. 擁塞現象產生的原因擁塞現象產生的原因（1）存儲空間不足）存儲空間不足（2）帶寬容量不足）帶寬容量不足（3）處理器處理能力弱、速度慢）處理

2、器處理能力弱、速度慢3 5.5.2 TCPTCP擁塞控制算法擁塞控制算法為了防止網絡的擁塞現象，為了防止網絡的擁塞現象，TCP提出了一系提出了一系列的擁塞控制機制。列的擁塞控制機制。1999年公布的因特網建議標準定義了進行擁年公布的因特網建議標準定義了進行擁塞控制的四種塞控制的四種 算法：算法：慢啟動慢啟動、擁塞避免擁塞避免、快、快重傳和快恢復。重傳和快恢復。由于需要考慮擁塞控制和流量控制兩個方面由于需要考慮擁塞控制和流量控制兩個方面的內容，因此的內容，因此TCP真正的發送窗口應等于真正的發送窗口應等于min(rwnd，cwnd)。有時認為有時認為cwnd增加增加1也就是相當于字節數增也就是相

3、當于字節數增加加1個個MSS大小大小41慢啟動慢啟動在剛建立的在剛建立的TCP連接上，或在超時后重新啟動數據連接上，或在超時后重新啟動數據傳輸的時候，傳輸的時候，以以1個個MSS作為擁塞窗口的初始值作為擁塞窗口的初始值，每當收到一個確認之后，將擁塞窗口每當收到一個確認之后，將擁塞窗口增加增加1個個MSS，直至發生超時。直至發生超時。可以進行一下計算，在剛開始時，可以進行一下計算，在剛開始時，cwnd = 1，經，經過過1個個RTT后，后，cwnd = 2*1 = 2，經過，經過2個個RTT后，后， cwnd = 2*2= 4，經過，經過3個個RTT后，后，cwnd = 4*2 = 852擁塞避

4、免擁塞避免 TCP使用了一個叫慢啟動門限使用了一個叫慢啟動門限ssthresh(即當即當cwnd=16時時)的變量，當的變量，當cwnd超過該值后，超過該值后，慢慢啟動過程結束啟動過程結束，進入，進入擁塞避免擁塞避免階段。階段。此時當窗口中所有的報文段都被確認時，此時當窗口中所有的報文段都被確認時，cwnd的大小加的大小加1，cwnd的值就隨著的值就隨著RTT開始線性增開始線性增加，這樣就可以避免增長過快導致網絡擁塞，慢加，這樣就可以避免增長過快導致網絡擁塞，慢慢地增加調整到網絡的最佳值。慢地增加調整到網絡的最佳值。6當發當發生生擁塞時擁塞時（出現超時）（出現超時）(1) 把把ssthresh

5、降低為降低為cwnd值的一半；值的一半；(2) 把把cwnd重新設置為重新設置為1；(3) 重新進入慢啟動過程。重新進入慢啟動過程。慢啟動和擁塞避免算法的實現慢啟動和擁塞避免算法的實現7思考題思考題（ 09-39 ）一個一個TCP連接總是以連接總是以1KB的最大段發送的最大段發送TCP段，段，發送方有足夠多的數據要發送。當擁塞窗口為發送方有足夠多的數據要發送。當擁塞窗口為16KB時發生了超時，如果接下來的時發生了超時，如果接下來的4個個RTT(往返時間往返時間)時間內的時間內的TCP段的傳輸都是成功的段的傳輸都是成功的，那么當第，那么當第4個個RTT時間內發送的所有時間內發送的所有TCP段段都

6、得到肯定應答時，擁塞窗口大小是都得到肯定應答時，擁塞窗口大小是（ ） A.7KB B.8KB C.9KB D.16KB8C主機甲和乙已建立了主機甲和乙已建立了TCP連接，甲始終以連接，甲始終以MSS=1KB大小的段發送數據，并一直有數大小的段發送數據，并一直有數據發送；乙每收到一個數據段都會發出一個據發送；乙每收到一個數據段都會發出一個接收窗口為接收窗口為10KB的確認段。若甲在的確認段。若甲在t時刻發時刻發生超時時擁塞窗口為生超時時擁塞窗口為8KB，則從，則從t時刻起，時刻起，不再發生超時的情況下，經過不再發生超時的情況下，經過10個個RTT后，后，甲的發送窗口是甲的發送窗口是（ ）A10K

7、B B. 12KB C. 14KB D. 15KB9v思考題思考題（ 14-38 ）A10 5.6 TCP連接連接5.6.1 TCP連接的建立連接的建立建立連接時，為了防止源或目的站發出的用建立連接時，為了防止源或目的站發出的用于建立連接的于建立連接的TCP報文段丟失，采用了報文段丟失，采用了三次三次握手協議握手協議。 主機主機A向主機向主機B請求建立連接的握手過程：請求建立連接的握手過程：AB：建立連接：建立連接請求請求BA：建立連接：建立連接確認確認AB：建立連接：建立連接確認確認11TCP三次握手建立連接的過程三次握手建立連接的過程125.6.2 TCP連接的關閉連接的關閉TCP TCP

8、 連接的拆除或關閉連接的拆除或關閉，要進行，要進行四次握手（或四次握手（或稱四次揮手）。稱四次揮手）。TCP TCP 雙向數據傳輸，分為雙向數據傳輸，分為單向連接的拆除單向連接的拆除一個方向關閉是半關閉，雙向關閉為全關閉一個方向關閉是半關閉，雙向關閉為全關閉關閉一個方向需要關閉一個方向需要2 2次揮手，二個方向次揮手，二個方向4 4次揮手次揮手13TCPTCP連接的釋放連接的釋放14主機甲向主機乙發送一個主機甲向主機乙發送一個（SYN=1，seq=11220）的）的TCP段，期望與主段，期望與主機乙建立機乙建立TCP連接，若主機乙接收該連接請求，連接，若主機乙接收該連接請求，則主機乙向主機甲發

9、送的正確的則主機乙向主機甲發送的正確的TCP段可能是段可能是（ ）A.（SYN=0，ACK=0，seq=11221，ack=11221）B.（SYN=1，ACK=1，seq=11220，ack=11220）C.（SYN=1，ACK=1，seq=11221，ack=11221）D.（SYN=0，ACK=0，seq=11220，ack=11220）思考題思考題（ 11-39 ）C15主機主機H通過快速以太網連接通過快速以太網連接Internet，IP地址為地址為192.168.0.8，服務器，服務器S的的IP地址為地址為211.68.71.80。H與與S使用使用TCP通信時，在通信時，在H上捕獲的

10、其中上捕獲的其中5個個IP分組如下表分組如下表a所示。所示。請回答下列問題。請回答下列問題。（1）表）表a中的中的IP分組中，哪幾個是由分組中，哪幾個是由H發送的？發送的？哪幾個完成了哪幾個完成了TCP連接建立過程？哪幾個在通連接建立過程？哪幾個在通過快速以太網傳輸時進行了填充？過快速以太網傳輸時進行了填充？（2）根據表）根據表a中的中的IP分組，分析分組，分析S已經收到的已經收到的應用層數據字節數是多少？應用層數據字節數是多少？（3）若表）若表a中的某個中的某個IP分組分組，在在S剛剛發出發出時的時的前前40字節如表字節如表b所示，則該所示，則該IP分組到達分組到達H時經時經過了多少個路由器

11、？過了多少個路由器？綜合題綜合題（ 12-47 ）編號編號IP 分組的前分組的前 40 字節內容（十六進制）字節內容（十六進制）145 00 00 30 01 9b 40 00 80 06 1d e8 c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c5 00 00 00 00 70 02 43 80 5d b0 00 00243 00 00 30 00 00 40 00 31 06 6e 83 d3 44 47 50 c0 a8 00 0813 88 0b d9 e0 59 9f ef 84 6b 41 c6 70 12 16 d0 37 e1 00

12、00345 00 00 28 01 9c 40 00 80 06 1d ef c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 f0 43 80 2b 32 00 00445 00 00 38 01 9d 40 00 80 06 1d de c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 18 43 80 e6 55 00 00545 00 00 28 68 11 40 00 31 06 06 7a d3 44 47 50 c0 a8 00 08

13、13 88 0b d9 e0 59 9f f0 84 6b 41 d6 50 10 16 d0 57 d2 00 0045 00 00 28 68 11 40 00 40 06 ec ad d3 44 47 50 ca 76 01 0613 88 a1 08 e0 59 9f f0 84 6b 41 d6 50 10 16 d0 b7 d6 00 00【解答】【解答】(1) H的的IP地址為地址為192.168.0.8，轉換成十六，轉換成十六進制表示為進制表示為C0 A8 00 08，又由，又由IP首部格式知首部格式知，源，源IP地址位于首部中的第地址位于首部中的第1316字節，由字節，由此可以判定此可以判定H發送的報文是表發送的報文是表a中的中的1、3、4號號分組。分組。完成完成TCP連接的建立過程的為連接的建立過程的為1、2、3號分組號分組題中題中3、5號分組長度號分組長度40（28H）字節，需要）字節，需要填充。填充。【解答】【解答】(2)S收到的應用層數據