week 8 - zxc22273146/TCP-IP GitHub Wiki

TCP與網路阻塞偵測與控制技術(Transport Protocols)

• 傳輸層協議的特色

  可靠的(guaranteed)訊息傳遞

  訊息傳遞順序與發送順序相同(in the same order)

  一個訊息最多只會傳遞一份(one copy)

  允許接收端對傳送端執行流量控制(flow control)

• TCP是連線導向協議

• TCP是位元組導向服務協議(byte-oriented service protocol)，且每個位元組使用一個序號。

• 流量控制為避免傳送端傳送的資料量超過接收端的容量

  壅塞控制為避免傳送端傳送的資料量超過網路的容量

• TCP segments

  TCP不會透過互聯網傳輸個別的位元組

  TCP來源端會將應用程式傳送的位元組先儲存起來，等到形成一個合理大小的資料段(segment)，再將此資料段送出。

  TCP目的地端會先將收到的資料段內容放入接收緩衝器，接收資料的應用程式再由此緩衝器讀取資料。

• TCP Header中的sequence number是指封包所攜帶的data第一個byte的sequence number

• TCP滑動視窗演算法會使用TCP標頭的Acknowledgment、AdvertisedWindow、SequenceNum欄位。

• URG旗標設為1表示此資料段包含緊急資料，而緊急資料會放在資料段的最前面部分。

  RESET旗標設為1表示接收端想要中止此連線

• pseudoheader包含了IP標頭的來源端IP位址、目的地端IP位址以及IP標頭的長度欄位。

• weighted average of RTT(此方法在封包重送時有缺點)

  EstRTT=α*EstRTT+(1-α)*SampleRTT

  alpha介於0.8~0.9

  TimeOut=2*EstRTT

• Difference=SampleRTT-EstimatedRTT

  EstimatedRTT=EstimatedRTT+(δ*Difference)

  Deviation=Deviation+δ(|Difference|-Deviation)

  TimeOut=μEstimatedRTT+øDeviation

  δ between 0 and 1，μ=1，ø=4。

• Seq=70，20bytes代表這個封包中的序號為70~89，所以等待的ACK=90(表示90以前的都收到了)，也因此下一次的封包Seq是從90開始。

• TCP Fast Retransmission：當重複收到三次ACK，便會馬上重送ACK所指的封包。如重複收三次Receiver的ACK=2，那Sender會馬上送序號為2的封包。

• TCP傳送端根據它觀察到的網路壅塞程度來設定CongestionWindow的值

• TCP將"封包遺失"視為壅塞訊號，而當TCP傳送端收到三個"重複回覆"時，或是當TCP傳送端發生"逾時事件"時，便會判定網路發生阻塞。

• Additive Increase Multiplicative Decrease(AIMD)：線性增加倍數減少

  CongestionWindow是倍數下降(一次降一半)，16到8、4、2最後是1。

  增加是線性增加，每經過一個RTT便加一，1、2、3...。

  但TCP不等所有ACK都收到才加MSS，而是每收到一個ACK就加一部份(CW可以較早滑動)，increment=MSS*(MSS/CongestionWindow)。

• Slow Start：每收到一個ACK就將CongWin加1個MSS

• 當CongWin低於threshold時使用slow-start(slow-start phase)，當它高於threshold時，使用linearly(congestion-avoidance phase)。

  當triple duplicate ACK發生時，threshold跟CongWin都降為一半，CongWin linearly增加。

  當timeout發生時，threshold降到一半，CongWin降為1個MSS，CongWin先指數增加再線性。