0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

TCP/IP需要掌握的知識點(面試高頻)

廣東微電科技有限公司 ? 2021-12-07 10:31 ? 次閱讀

?

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

TCP/IP十個問題

一、TCP/IP模型

TCP/IP協(xié)議模型(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),包含了一系列構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是Internet的核心協(xié)議。

基于TCP/IP的參考模型將協(xié)議分成四個層次,它們分別是鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。下圖表示TCP/IP模型與OSI模型各層的對照關(guān)系。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

TCP/IP協(xié)議族按照層次由上到下,層層包裝。最上面的是應(yīng)用層,這里面有http,ftp,等等我們熟悉的協(xié)議。而第二層則是傳輸層,著名的TCP和UDP協(xié)議就在這個層次。第三層是網(wǎng)絡(luò)層,IP協(xié)議就在這里,它負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)加上IP地址和其他的數(shù)據(jù)以確定傳輸?shù)哪繕?biāo)。第四層是數(shù)據(jù)鏈路層,這個層次為待傳送的數(shù)據(jù)加入一個以太網(wǎng)協(xié)議頭,并進(jìn)行CRC編碼,為最后的數(shù)據(jù)傳輸做準(zhǔn)備。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

上圖清楚地表示了TCP/IP協(xié)議中每個層的作用,而TCP/IP協(xié)議通信的過程其實就對應(yīng)著數(shù)據(jù)入棧與出棧的過程。入棧的過程,數(shù)據(jù)發(fā)送方每層不斷地封裝首部與尾部,添加一些傳輸?shù)?a target="_blank">信息,確保能傳輸?shù)侥康牡?。出棧的過程,數(shù)據(jù)接收方每層不斷地拆除首部與尾部,得到最終傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

上圖以HTTP協(xié)議為例,具體說明。

二、數(shù)據(jù)鏈路層

物理層負(fù)責(zé)0、1比特流與物理設(shè)備電壓高低、光的閃滅之間的互換。
數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將0、1序列劃分為數(shù)據(jù)幀從一個節(jié)點傳輸?shù)脚R近的另一個節(jié)點,這些節(jié)點是通過MAC來唯一標(biāo)識的(MAC,物理地址,一個主機(jī)會有一個MAC地址)。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

封裝成幀: 把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報加頭和尾,封裝成幀,幀頭中包括源MAC地址和目的MAC地址。

透明傳輸:零比特填充、轉(zhuǎn)義字符。

可靠傳輸: 在出錯率很低的鏈路上很少用,但是無線鏈路WLAN會保證可靠傳輸。

差錯檢測(CRC):接收者檢測錯誤,如果發(fā)現(xiàn)差錯,丟棄該幀。

三、網(wǎng)絡(luò)層

1.IP協(xié)議

IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議的核心,所有的TCP,UDP,IMCP,IGMP的數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)格式傳輸。要注意的是,IP不是可靠的協(xié)議,這是說,IP協(xié)議沒有提供一種數(shù)據(jù)未傳達(dá)以后的處理機(jī)制,這被認(rèn)為是上層協(xié)議:TCP或UDP要做的事情。

1.1 IP地址

在數(shù)據(jù)鏈路層中我們一般通過MAC地址來識別不同的節(jié)點,而在IP層我們也要有一個類似的地址標(biāo)識,這就是IP地址。

32位IP地址分為網(wǎng)絡(luò)位和地址位,這樣做可以減少路由器中路由表記錄的數(shù)目,有了網(wǎng)絡(luò)地址,就可以限定擁有相同網(wǎng)絡(luò)地址的終端都在同一個范圍內(nèi),那么路由表只需要維護(hù)一條這個網(wǎng)絡(luò)地址的方向,就可以找到相應(yīng)的這些終端了。

A類IP地址:0.0.0.0~127.0.0.0
B類IP地址:128.0.0.1~191.255.0.0
C類IP地址:192.168.0.0~239.255.255.0
poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

1.2 IP協(xié)議頭

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

這里只介紹:八位的TTL字段。這個字段規(guī)定該數(shù)據(jù)包在穿過多少個路由之后才會被拋棄。某個IP數(shù)據(jù)包每穿過一個路由器,該數(shù)據(jù)包的TTL數(shù)值就會減少1,當(dāng)該數(shù)據(jù)包的TTL成為零,它就會被自動拋棄。


這個字段的最大值也就是255,也就是說一個協(xié)議包也就在路由器里面穿行255次就會被拋棄了,根據(jù)系統(tǒng)的不同,這個數(shù)字也不一樣,一般是32或者是64。

2.ARP及RARP協(xié)議

ARP 是根據(jù)IP地址獲取MAC地址的一種協(xié)議。

ARP(地址解析)協(xié)議是一種解析協(xié)議,本來主機(jī)是完全不知道這個IP對應(yīng)的是哪個主機(jī)的哪個接口,當(dāng)主機(jī)要發(fā)送一個IP包的時候,會首先查一下自己的ARP高速緩存(就是一個IP-
MAC地址對應(yīng)表緩存)。

如果查詢的IP-MAC值對不存在,那么主機(jī)就向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個ARP協(xié)議廣播包,這個廣播包里面就有待查詢的IP地址,而直接收到這份廣播的包的所有主機(jī)都會查詢自己的IP地址,如果收到廣播包的某一個主機(jī)發(fā)現(xiàn)自己符合條件,那么就準(zhǔn)備好一個包含自己的MAC地址的ARP包傳送給發(fā)送ARP廣播的主機(jī)。

而廣播主機(jī)拿到ARP包后會更新自己的ARP緩存(就是存放IP-
MAC對應(yīng)表的地方)。發(fā)送廣播的主機(jī)就會用新的ARP緩存數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)鏈路層的的數(shù)據(jù)包發(fā)送工作。

RARP協(xié)議的工作與此相反,不做贅述。

3. ICMP協(xié)議

IP協(xié)議并不是一個可靠的協(xié)議,它不保證數(shù)據(jù)被送達(dá),那么,自然的,保證數(shù)據(jù)送達(dá)的工作應(yīng)該由其他的模塊來完成。其中一個重要的模塊就是ICMP(網(wǎng)絡(luò)控制報文)協(xié)議。ICMP不是高層協(xié)議,而是IP層的協(xié)議。

當(dāng)傳送IP數(shù)據(jù)包發(fā)生錯誤。比如主機(jī)不可達(dá),路由不可達(dá)等等,ICMP協(xié)議將會把錯誤信息封包,然后傳送回給主機(jī)。給主機(jī)一個處理錯誤的機(jī)會,這
也就是為什么說建立在IP層以上的協(xié)議是可能做到安全的原因。

四、ping

ping可以說是ICMP的最著名的應(yīng)用,是TCP/IP協(xié)議的一部分。利用“ping”命令可以檢查網(wǎng)絡(luò)是否連通,可以很好地幫助我們分析和判定網(wǎng)絡(luò)故障。

例如:當(dāng)我們某一個網(wǎng)站上不去的時候。通常會ping一下這個網(wǎng)站。ping會回顯出一些有用的信息。一般的信息如下:

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

ping這個單詞源自聲納定位,而這個程序的作用也確實如此,它利用ICMP協(xié)議包來偵測另一個主機(jī)是否可達(dá)。原理是用類型碼為0的ICMP發(fā)請
求,受到請求的主機(jī)則用類型碼為8的ICMP回應(yīng)。

ping程序來計算間隔時間,并計算有多少個包被送達(dá)。用戶就可以判斷網(wǎng)絡(luò)大致的情況。我們可以看到, ping給出來了傳送的時間和TTL的數(shù)據(jù)。

五、Traceroute

Traceroute是用來偵測主機(jī)到目的主機(jī)之間所經(jīng)路由情況的重要工具,也是最便利的工具。

Traceroute的原理是非常非常的有意思,它收到到目的主機(jī)的IP后,首先給目的主機(jī)發(fā)送一個TTL=1的UDP數(shù)據(jù)包,而經(jīng)過的第一個路由器收到這個數(shù)據(jù)包以后,就自動把TTL減1,而TTL變?yōu)?以后,路由器就把這個包給拋棄了,并同時產(chǎn)生
一個主機(jī)不可達(dá)的ICMP數(shù)據(jù)報給主機(jī)。主機(jī)收到這個數(shù)據(jù)報以后再發(fā)一個TTL=2的UDP數(shù)據(jù)報給目的主機(jī),然后刺激第二個路由器給主機(jī)發(fā)ICMP數(shù)據(jù)
報。如此往復(fù)直到到達(dá)目的主機(jī)。這樣,traceroute就拿到了所有的路由器IP。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

六、TCP/UDP

TCP/UDP都是是傳輸層協(xié)議,但是兩者具有不同的特性,同時也具有不同的應(yīng)用場景,下面以圖表的形式對比分析。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

面向報文

面向報文的傳輸方式是應(yīng)用層交給UDP多長的報文,UDP就照樣發(fā)送,即一次發(fā)送一個報文。因此,應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報文。若報文太長,則IP層需要分片,降低效率。若太短,會是IP太小。

面向字節(jié)流

面向字節(jié)流的話,雖然應(yīng)用程序和TCP的交互是一次一個數(shù)據(jù)塊(大小不等),但TCP把應(yīng)用程序看成是一連串的無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。TCP有一個緩沖,當(dāng)應(yīng)用程序傳送的數(shù)據(jù)塊太長,TCP就可以把它劃分短一些再傳送。

關(guān)于擁塞控制,流量控制,是TCP的重點,后面講解。

TCP和UDP協(xié)議的一些應(yīng)用

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

什么時候應(yīng)該使用TCP?

當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量有要求的時候,比如:整個數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確無誤的傳遞給對方,這往往用于一些要求可靠的應(yīng)用,比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協(xié)議,POP、SMTP等郵件傳輸?shù)膮f(xié)議。

什么時候應(yīng)該使用UDP?

當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量要求不高的時候,要求網(wǎng)絡(luò)通訊速度能盡量的快,這時就可以使用UDP。

七、DNS

DNS(Domain Name
System,域名系統(tǒng)),因特網(wǎng)上作為域名和IP地址相互映射的一個分布式數(shù)據(jù)庫,能夠使用戶更方便的訪問互聯(lián)網(wǎng),而不用去記住能夠被機(jī)器直接讀取的IP數(shù)串。通過主機(jī)名,最終得到該主機(jī)名對應(yīng)的IP地址的過程叫做域名解析(或主機(jī)名解析)。DNS協(xié)議運行在UDP協(xié)議之上,使用端口號53。

八、TCP連接的建立與終止

1.三次握手

TCP是面向連接的,無論哪一方向另一方發(fā)送數(shù)據(jù)之前,都必須先在雙方之間建立一條連接。在TCP/IP協(xié)議中,TCP協(xié)議提供可靠的連接服務(wù),連接是通過三次握手進(jìn)行初始化的。三次握手的目的是同步連接雙方的序列號和確認(rèn)號并交換
TCP窗口大小信息。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

第一次握手:建立連接。客戶端發(fā)送連接請求報文段,將SYN位置為1,Sequence
Number為x;然后,客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器的確認(rèn);

第二次握手:服務(wù)器收到SYN報文段。服務(wù)器收到客戶端的SYN報文段,需要對這個SYN報文段進(jìn)行確認(rèn),設(shè)置Acknowledgment Number為x+1(Sequence Number+1);同時,自己自己還要發(fā)送SYN請求信息,將SYN位置為1,Sequence
Number為y;服務(wù)器端將上述所有信息放到一個報文段(即SYN+ACK報文段)中,一并發(fā)送給客戶端,此時服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);

第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK報文段。然后將Acknowledgment
Number設(shè)置為y+1,向服務(wù)器發(fā)送ACK報文段,這個報文段發(fā)送完畢以后,客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成TCP三次握手。

為什么要三次握手?

為了防止已失效的連接請求報文段突然又傳送到了服務(wù)端,因而產(chǎn)生錯誤。

具體例子:“已失效的連接請求報文段”的產(chǎn)生在這樣一種情況下:client發(fā)出的第一個連接請求報文段并沒有丟失,而是在某個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點長時間的滯留了,以致延誤到連接釋放以后的某個時間才到達(dá)server。本來這是一個早已失效的報文段。但server收到此失效的連接請求報文段后,就誤認(rèn)為是client再次發(fā)出的一個新的連接請求。于是就向client發(fā)出確認(rèn)報文段,同意建立連接。假設(shè)不采用“三次握手”,那么只要server發(fā)出確認(rèn),新的連接就建立了。由于現(xiàn)在client并沒有發(fā)出建立連接的請求,因此不會理睬server的確認(rèn),也不會向server發(fā)送數(shù)據(jù)。但server卻以為新的運輸連接已經(jīng)建立,并一直等待client發(fā)來數(shù)據(jù)。這樣,server的很多資源就白白浪費掉了。采用“三次握手”的辦法可以防止上述現(xiàn)象發(fā)生。例如剛才那種情況,client不會向server的確認(rèn)發(fā)出確認(rèn)。server由于收不到確認(rèn),就知道client并沒有要求建立連接?!?/p>

2.四次揮手

當(dāng)客戶端和服務(wù)器通過三次握手建立了TCP連接以后,當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完畢,肯定是要斷開TCP連接的啊。那對于TCP的斷開連接,這里就有了神秘的“四次分手”。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

第一次分手:主機(jī)1(可以使客戶端,也可以是服務(wù)器端),設(shè)置Sequence
Number,向主機(jī)2發(fā)送一個FIN報文段;此時,主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài);這表示主機(jī)1沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送給主機(jī)2了;

第二次分手:主機(jī)2收到了主機(jī)1發(fā)送的FIN報文段,向主機(jī)1回一個ACK報文段,Acknowledgment Number為Sequence Number加1;主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài);主機(jī)2告訴主機(jī)1,我“同意”你的關(guān)閉請求;

第三次分手:主機(jī)2向主機(jī)1發(fā)送FIN報文段,請求關(guān)閉連接,同時主機(jī)2進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài);

第四次分手:主機(jī)1收到主機(jī)2發(fā)送的FIN報文段,向主機(jī)2發(fā)送ACK報文段,然后主機(jī)1進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài);主機(jī)2收到主機(jī)1的ACK報文段以后,就關(guān)閉連接;此時,主機(jī)1等待2MSL后依然沒有收到回復(fù),則證明Server端已正常關(guān)閉,那好,主機(jī)1也可以關(guān)閉連接了。

為什么要四次分手?

TCP協(xié)議是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的運輸層通信協(xié)議。TCP是全雙工模式,這就意味著,當(dāng)主機(jī)1發(fā)出FIN報文段時,只是表示主機(jī)1已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了,主機(jī)1告訴主機(jī)2,它的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部發(fā)送完畢了;但是,這個時候主機(jī)1還是可以接受來自主機(jī)2的數(shù)據(jù);當(dāng)主機(jī)2返回ACK報文段時,表示它已經(jīng)知道主機(jī)1沒有數(shù)據(jù)發(fā)送了,但是主機(jī)2還是可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)1的;當(dāng)主機(jī)2也發(fā)送了FIN報文段時,這個時候就表示主機(jī)2也沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了,就會告訴主機(jī)1,我也沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了,之后彼此就會愉快的中斷這次TCP連接。

為什么要等待2MSL?

MSL:報文段最大生存時間,它是任何報文段被丟棄前在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的最長時間。
原因有二:

保證TCP協(xié)議的全雙工連接能夠可靠關(guān)閉

保證這次連接的重復(fù)數(shù)據(jù)段從網(wǎng)絡(luò)中消失

第一點:如果主機(jī)1直接CLOSED了,那么由于IP協(xié)議的不可靠性或者是其它網(wǎng)絡(luò)原因,導(dǎo)致主機(jī)2沒有收到主機(jī)1最后回復(fù)的ACK。那么主機(jī)2就會在超時之后繼續(xù)發(fā)送FIN,此時由于主機(jī)1已經(jīng)CLOSED了,就找不到與重發(fā)的FIN對應(yīng)的連接。所以,主機(jī)1不是直接進(jìn)入CLOSED,而是要保持TIME_WAIT,當(dāng)再次收到FIN的時候,能夠保證對方收到ACK,最后正確的關(guān)閉連接。

第二點:如果主機(jī)1直接CLOSED,然后又再向主機(jī)2發(fā)起一個新連接,我們不能保證這個新連接與剛關(guān)閉的連接的端口號是不同的。也就是說有可能新連接和老連接的端口號是相同的。一般來說不會發(fā)生什么問題,但是還是有特殊情況出現(xiàn):假設(shè)新連接和已經(jīng)關(guān)閉的老連接端口號是一樣的,如果前一次連接的某些數(shù)據(jù)仍然滯留在網(wǎng)絡(luò)中,這些延遲數(shù)據(jù)在建立新連接之后才到達(dá)主機(jī)2,由于新連接和老連接的端口號是一樣的,TCP協(xié)議就認(rèn)為那個延遲的數(shù)據(jù)是屬于新連接的,這樣就和真正的新連接的數(shù)據(jù)包發(fā)生混淆了。所以TCP連接還要在TIME_WAIT狀態(tài)等待2倍MSL,這樣可以保證本次連接的所有數(shù)據(jù)都從網(wǎng)絡(luò)中消失。

九、TCP流量控制

如果發(fā)送方把數(shù)據(jù)發(fā)送得過快,接收方可能會來不及接收,這就會造成數(shù)據(jù)的丟失。所謂流量控制就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快,要讓接收方來得及接收。

利用滑動窗口機(jī)制可以很方便地在TCP連接上實現(xiàn)對發(fā)送方的流量控制。

設(shè)A向B發(fā)送數(shù)據(jù)。在連接建立時,B告訴了A:“我的接收窗口是 rwnd = 400 ”(這里的 rwnd 表示 receiver window)
。因此,發(fā)送方的發(fā)送窗口不能超過接收方給出的接收窗口的數(shù)值。請注意,TCP的窗口單位是字節(jié),不是報文段。假設(shè)每一個報文段為100字節(jié)長,而數(shù)據(jù)報文段序號的初始值設(shè)為1。大寫ACK表示首部中的確認(rèn)位ACK,小寫ack表示確認(rèn)字段的值ack。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

從圖中可以看出,B進(jìn)行了三次流量控制。第一次把窗口減少到 rwnd = 300 ,第二次又減到了 rwnd = 100 ,最后減到 rwnd = 0,即不允許發(fā)送方再發(fā)送數(shù)據(jù)了。這種使發(fā)送方暫停發(fā)送的狀態(tài)將持續(xù)到主機(jī)B重新發(fā)出一個新的窗口值為止。B向A發(fā)送的三個報文段都設(shè)置了 ACK = 1,只有在ACK=1時確認(rèn)號字段才有意義。

TCP為每一個連接設(shè)有一個持續(xù)計時器(persistence timer)。只要TCP連接的一方收到對方的零窗口通知,就啟動持續(xù)計時器。若持續(xù)計時器設(shè)置的時間到期,就發(fā)送一個零窗口控測報文段(攜1字節(jié)的數(shù)據(jù)),那么收到這個報文段的一方就重新設(shè)置持續(xù)計時器。

十、TCP擁塞控制

1.慢開始和擁塞避免

發(fā)送方維持一個擁塞窗口 cwnd ( congestion window
)的狀態(tài)變量。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度,并且動態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。

發(fā)送方控制擁塞窗口的原則是:只要網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)擁塞,擁塞窗口就再增大一些,以便把更多的分組發(fā)送出去。但只要網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞,擁塞窗口就減小一些,以減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。

慢開始算法

當(dāng)主機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果立即所大量數(shù)據(jù)字節(jié)注入到網(wǎng)絡(luò),那么就有可能引起網(wǎng)絡(luò)擁塞,因為現(xiàn)在并不清楚網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷情況。
因此,較好的方法是 先探測一下,即由小到大逐漸增大發(fā)送窗口,也就是說,由小到大逐漸增大擁塞窗口數(shù)值。

通常在剛剛開始發(fā)送報文段時,先把擁塞窗口 cwnd
設(shè)置為一個最大報文段MSS的數(shù)值。而在每收到一個對新的報文段的確認(rèn)后,把擁塞窗口增加至多一個MSS的數(shù)值。用這樣的方法逐步增大發(fā)送方的擁塞窗口 cwnd
,可以使分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合理。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

每經(jīng)過一個傳輸輪次,擁塞窗口 cwnd 就加倍。一個傳輸輪次所經(jīng)歷的時間其實就是往返時間RTT。
不過“傳輸輪次”更加強(qiáng)調(diào):把擁塞窗口cwnd所允許發(fā)送的報文段都連續(xù)發(fā)送出去,并收到了對已發(fā)送的最后一個字節(jié)的確認(rèn)。

另,慢開始的“慢”并不是指cwnd的增長速率慢,而是指在TCP開始發(fā)送報文段時先設(shè)置cwnd=1,使得發(fā)送方在開始時只發(fā)送一個報文段(目的是試探一下網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況),然后再逐漸增大cwnd。

為了防止擁塞窗口cwnd增長過大引起網(wǎng)絡(luò)擁塞,還需要設(shè)置一個慢開始門限ssthresh狀態(tài)變量。慢開始門限ssthresh的用法如下:

當(dāng) cwnd < ssthresh 時,使用上述的慢開始算法。

當(dāng) cwnd > ssthresh 時,停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。

當(dāng) cwnd = ssthresh 時,既可使用慢開始算法,也可使用擁塞控制避免算法。

擁塞避免

讓擁塞窗口cwnd緩慢地增大,即每經(jīng)過一個往返時間RTT就把發(fā)送方的擁塞窗口cwnd加1,而不是加倍
。這樣擁塞窗口cwnd按線性規(guī)律緩慢增長,比慢開始算法的擁塞窗口增長速率緩慢得多。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

無論在慢開始階段還是在擁塞避免階段,只要發(fā)送方判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞(其根據(jù)就是沒有收到確認(rèn)),就要把慢開始門限ssthresh設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時的發(fā)送
方窗口值的一半(但不能小于2)。然后把擁塞窗口cwnd重新設(shè)置為1,執(zhí)行慢開始算法。

這樣做的目的就是要迅速減少主機(jī)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù),使得發(fā)生 擁塞的路由器有足夠時間把隊列中積壓的分組處理完畢。

如下圖,用具體數(shù)值說明了上述擁塞控制的過程?,F(xiàn)在發(fā)送窗口的大小和擁塞窗口一樣大。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

2.快重傳和快恢復(fù)

快重傳

快重傳算法首先要求接收方每收到一個失序的報文段后就立即發(fā)出重復(fù)確認(rèn)(為的是使發(fā)送方及早知道有報文段沒有到達(dá)對方)而不要等到自己發(fā)送數(shù)據(jù)時才進(jìn)行捎帶確認(rèn)。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

接收方收到了M1和M2后都分別發(fā)出了確認(rèn)。現(xiàn)在假定接收方?jīng)]有收到M3但接著收到了M4。

顯然,接收方不能確認(rèn)M4,因為M4是收到的失序報文段。根據(jù) 可靠傳輸原理,接收方可以什么都不做,也可以在適當(dāng)時機(jī)發(fā)送一次對M2的確認(rèn)。

但按照快重傳算法的規(guī)定,接收方應(yīng)及時發(fā)送對M2的重復(fù)確認(rèn),這樣做可以讓
發(fā)送方及早知道報文段M3沒有到達(dá)接收方。發(fā)送方接著發(fā)送了M5和M6。接收方收到這兩個報文后,也還要再次發(fā)出對M2的重復(fù)確認(rèn)。這樣,發(fā)送方共收到了
接收方的四個對M2的確認(rèn),其中后三個都是重復(fù)確認(rèn)。

快重傳算法還規(guī)定,發(fā)送方只要一連收到三個重復(fù)確認(rèn)就應(yīng)當(dāng)立即重傳對方尚未收到的報文段M3,而不必 繼續(xù)等待M3設(shè)置的重傳計時器到期。

由于發(fā)送方盡早重傳未被確認(rèn)的報文段,因此采用快重傳后可以使整個網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高約20%。

快恢復(fù)

與快重傳配合使用的還有快恢復(fù)算法,其過程有以下兩個要點:

當(dāng)發(fā)送方連續(xù)收到三個重復(fù)確認(rèn),就執(zhí)行“乘法減小”算法,把慢開始門限ssthresh減半。

與慢開始不同之處是現(xiàn)在不執(zhí)行慢開始算法(即擁塞窗口cwnd現(xiàn)在不設(shè)置為1),而是把cwnd值設(shè)置為 慢開始門限ssthresh減半后的數(shù)值,然后開始執(zhí)行擁塞避免算法(“加法增大”),使擁塞窗口緩慢地線性增大。

圖片

?

poYBAGDYdXCAWkKMAAAAK8RNs4s030.png

研發(fā)銷售6軸、9軸電子羅盤(陀螺儀|加速計|磁力計)、傾角傳感器、姿態(tài)傳感器,慣導(dǎo)、數(shù)據(jù)采集盒、IoT遠(yuǎn)程智慧監(jiān)測等

產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于:無人機(jī)、無人船、巡檢/引導(dǎo)/送餐/水下機(jī)器人、AGV、云臺裝置、望遠(yuǎn)鏡、Qiang支瞄準(zhǔn)鏡、雷達(dá)定位、聚光太陽能、工礦/隧道無人設(shè)備等!

核心研發(fā)人員十年技術(shù)積累,專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊,軍工級品質(zhì),替代進(jìn)口。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

    關(guān)注

    3

    文章

    252

    瀏覽量

    21469
  • TCP
    TCP
    +關(guān)注

    關(guān)注

    8

    文章

    1324

    瀏覽量

    78759
收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    TCP IP協(xié)議屬性設(shè)置中的IP配置

    在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中,TCP/IP協(xié)議是基礎(chǔ)架構(gòu)的重要組成部分。掌握TCP/IP協(xié)議屬性設(shè)置中的IP配置
    的頭像 發(fā)表于 07-23 10:10 ?320次閱讀

    模擬電子技術(shù)知識點問題總結(jié)概覽

    給大家分享模擬電子技術(shù)知識點問題總結(jié)。
    的頭像 發(fā)表于 05-08 15:16 ?962次閱讀
    模擬電子技術(shù)<b class='flag-5'>知識點</b>問題總結(jié)概覽

    淺談初級電工必備知識點

    對于初學(xué)電工的朋友來說,掌握一些基礎(chǔ)且實用的知識點是非常重要的。本文旨在分享初級電工應(yīng)該掌握的核心知識,幫助新手電工更好地入門和提升技能。
    的頭像 發(fā)表于 12-26 10:44 ?871次閱讀

    TCP協(xié)議面試常問知識點總結(jié)

    TCP 作為傳輸層的協(xié)議,是一個IT工程師素養(yǎng)的體現(xiàn),也是面試中經(jīng)常被問到的知識點。在此,我將 TCP 核心的一些問題梳理了一下,希望能幫到各位。
    的頭像 發(fā)表于 12-15 10:38 ?661次閱讀
    <b class='flag-5'>TCP</b>協(xié)議<b class='flag-5'>面試</b>常問<b class='flag-5'>知識點</b>總結(jié)

    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&amp;10個知識點講明白了

    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&10個知識點講明白了
    的頭像 發(fā)表于 12-06 16:04 ?662次閱讀
    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&amp;10個<b class='flag-5'>知識點</b>講明白了

    數(shù)字電位計知識點

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《數(shù)字電位計知識點.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 11-24 16:08 ?7次下載
    數(shù)字電位計<b class='flag-5'>知識點</b>

    三菱和西門子PLC輸入接線知識點

    三菱和西門子PLC輸入接線知識點
    的頭像 發(fā)表于 11-21 10:01 ?592次閱讀
    三菱和西門子PLC輸入接線<b class='flag-5'>知識點</b>

    OFDM技術(shù)知識點

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《OFDM技術(shù)知識點.rar》資料免費下載
    發(fā)表于 11-18 14:25 ?0次下載
    OFDM技術(shù)<b class='flag-5'>知識點</b>

    Linux文件系統(tǒng)知識點詳解

    今天浩道跟大家分享關(guān)于Linux文件及目錄屬性知識點的硬核干貨,可以說只要你認(rèn)真看完這篇文章內(nèi)容,其相關(guān)知識點都不在話下,感興趣又想快速掌握的小伙伴們,可以收藏起來隨時查看!
    的頭像 發(fā)表于 11-02 09:29 ?557次閱讀
    Linux文件系統(tǒng)<b class='flag-5'>知識點</b>詳解

    51單片機(jī)的知識點

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《51單片機(jī)的知識點.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 11-01 17:32 ?2次下載

    關(guān)于TCP/IP協(xié)議的知識總結(jié)

    今天浩道跟大家分享關(guān)于TCP/IP協(xié)議的硬核干貨總結(jié),我常常跟小伙伴說,一個簡短硬核的知識總結(jié),可以讓大家快速掌握這些知識體系,喜歡的小伙伴
    的頭像 發(fā)表于 10-31 11:48 ?1117次閱讀
    關(guān)于<b class='flag-5'>TCP</b>/<b class='flag-5'>IP</b>協(xié)議的<b class='flag-5'>知識</b>總結(jié)

    西門子基于TCP/IP 的PLC通信技術(shù)分析

    LCom: 傳統(tǒng) TCP/IP 協(xié)議不適合工業(yè)應(yīng)用場合,通過 “LCom” 庫指令,優(yōu)化了 TCP/IP 通訊的性能,用戶不再需要手動調(diào)用
    發(fā)表于 10-19 12:41 ?1252次閱讀
    西門子基于<b class='flag-5'>TCP</b>/<b class='flag-5'>IP</b> 的PLC通信技術(shù)分析

    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&amp;10個知識點講明白了

    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&10個知識點講明白了
    的頭像 發(fā)表于 10-17 16:09 ?690次閱讀
    開關(guān)模式下的電源電流如何檢測?這12個電路&amp;10個<b class='flag-5'>知識點</b>講明白了

    TCP協(xié)議知識點總結(jié)匯總

    TCP 會精準(zhǔn)記錄哪些數(shù)據(jù)發(fā)送了,哪些數(shù)據(jù)被對方接收了,哪些沒有被接收到,而且保證數(shù)據(jù)包按序到達(dá),不允許半點差錯。這是有狀態(tài)。 當(dāng)意識到丟包了或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳,TCP 會根據(jù)具體情況調(diào)整自己的行為,控制自己的發(fā)送速度或者重發(fā)。這是可控制。
    發(fā)表于 10-11 11:25 ?378次閱讀
    <b class='flag-5'>TCP</b>協(xié)議<b class='flag-5'>知識點</b>總結(jié)匯總

    機(jī)器視覺與視覺檢測知識點的歸納

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《機(jī)器視覺與視覺檢測知識點的歸納.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 10-07 16:39 ?3次下載
    機(jī)器視覺與視覺檢測<b class='flag-5'>知識點</b>的歸納