第7章传输控制协议TCP
要求：1. 掌握TCP的可靠性机制：确认、重传、序号；2. 掌握TCP的流控和提高传输效率策略：滑动窗口机制；
3. 掌握TCP连接的建立与关闭协议：三次握手；
4. 掌握TCP的报文段格式；
5. 掌握TCP的拥塞控制技术；
6. 掌握TCP避免糊涂窗口综合症的技术；了解紧急数据发送和强迫
数据发送。7.
概述7.1
要实现可靠的数据流传输
服务，必须解决哪几个问题？
1.可靠性：
①防丢失：确认与重传；②防重复：报文段序号；2.
传输效率、流量控制：滑动窗口机制；3.拥塞控制：加速递减与慢启动技术；4.
建立连接：三次握手协议；改进的三次握手协议。关闭连接：5.
可靠传输服务有哪些特点?
①面向数据流；虚电路连接；
②有缓冲的传输；③无结构的数据流；④全双工连接。⑤．
7.2 提供可靠性1. 防丢
失–带重传的肯定确认技
术
接收方收数据接收数据发送方
数据后向源站发发送分组确认（ACK）；发送确认接收分组发送分组接收确
认②设置定时发送确认接收分组器，
源站在限定超时重传时间内未
收到ACK ，则重发。接收确认．
两个问题:如何对待重复的数据？定时器时限设置多长？
2. 防重复–可捎带的累计确认技术①为每一分组赋予序号。②确认时也指明确认哪个分组。序号同时保证了分组间的正确顺序。③．
3. RTT 与重传定时器问题：超时重传，如何设置定时器的时限？两个概念：①RTT
：
往返时间，报文段发出到收到
确认信息间的时间段。
②自适应重传算法：监视每个
连接的性能，由此推算出合适
的定时时限。当连接的性能变
化时，随时修改定时时限。重
传定时时限的计算方法：①早
期的方法②改进的方法算法和
定时器补偿Karn
③．
（1）早期的方法R：RTT的估计值M：本次测量的RTT值RT0：定时时限
修改估计值:R ←αR + （1-α）M（0≤α<1，通常取α=0.9）计算时限:RT0 = βR（β早期取2，后改为4）缺陷:在RTT 变化较大的场合，说明网络某
处处于拥塞状态，但上述方法
对此反映不敏感，从而造成不
必要的重传，进一步加重网络
负
担。．
（2）改进的方法R：RTT的估计值M：本次测量的RTT值RT0：定时时限Diff：差值
Dev ：平均偏差的估计值Diff
←M -RR ←R + δ*DiffDev ←Dev +ρ*(|Diff| -Dev) （Dev的估计值）RT0 ←R +η*Devδ、ρ在0—1之间，通常取：322= 1/2δ= 2，η= 1/2，
ρ．
（3）Karn算法和定时器补偿确认二义性：对于重传的报文段，收到确认后是对哪一次传输的确认无法确定。结果：RTT 样本值无法使用；Karn算法：思想：当超时重传发生时，不再更新RTT估计器，忽略重传
样本。定时器补偿：超时重传
发生，加大定时时限：RT0 ←γ*RT0（γ通常取2，即指数
避退）。对重传分组的后续分组，定时时限不变，直到获得一个
新的有效样本时再更改时限值。．
7.3 传输效率和流量控制
-滑动窗口机制1.一般的
滑动窗口机制
思想允许发送方不必等确认到来就可继续送下面的分组，但规定一个上限。若多个分的确认未到时，则暂停发送。
分组流WindowSize=81 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13已
发并已发未未发但不能发送可以发得到确认得到确
认．
2. TCP的滑动窗口技术
分组WindowSize=400(5) TC连两端各有1 2 ..100 101
102 ……4100 410个窗口（送
窗口和未发已发已发不能发送
得到确认得到确认可以发收窗口）(1)数据流的各字节被编上序号。(2) TCP的滑动窗口按字节操作而不是按报文段或分组
操作。(3) TCP窗口大小为字节数。最大为65535字节。(4)通信双方都设有发送和接收缓
冲区（相当于发送窗口和接收
窗口）。默认大小各系统有差异，如4096、等。发送缓冲区大小为默认窗口大小。16384、8192．
3. TCP端到端流量控制-窗口
大小可变技术时机：目的主机缓冲区变小而不能接收源主机更多的数据时，就要进行流量控制。
TC技术可随时改变窗口大小。目的主机在确时，还向源主机告知目的主机接收缓冲区的大小发送窗口，初
320 321…399200 201 ……
101 …始时400发送窗口，变为120确认（200）窗口通告（120）说明：接收方使用0窗口通告来停止所有的传输。此时，除了紧急数据和窗口试探报文外，不发其它数据。窗口通告丢失或造成死锁0防止非窗口试探报文：
7.4 糊涂窗口综合症SWS 1.什么是SWS ？接收方的小窗口通告造成发送方发送一系列小的报文段，严重浪费网络带宽。
2.启发式的避免策略：
接收方：（1）
避免小窗口通告，
在零窗口通告之后，只在可用
缓冲区显著增加（缓冲区空间
的一半或一个MSS）后才发送
新的窗口通告（2）推迟确认（最多500ms），窗口大小不到避免SWS策略所需的尺寸时，不确认。为了使发送方正确估计RTT，至少每隔一个报文段要进行正常的确
认。．
发送方：避免小报文段发送Nagle算法:自适应推迟传输
以便将数据组块（1）连接建立后，最初的数据会立即发送。（2）