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1、导言：本篇作为理论基本,将向我们讲述TCP/P的基本原理以及重要的合同细节，并在此基本上简介了TCPI在INUX上的实现。 OSI参照模型及P/IP参照模型SI模型(oen sytem intercnnetion ferecemo)是基于国际原则化组织(IS）的建议而发展起来的,它分为如图-1所示的七层。当卫星和无线网络浮现后来,既有的合同在和这些网络互联时浮现了问题，因此需要一种新的参照体系构造，能无缝地连接多种网络。这个体系构造就是TCP/IP参照模型。TP 合同因特网在传播层有两种重要的合同：一种是面向连接的合同，一种是无连接的合同。传播控制合同TCP是(ransmis cnrl rot
2、col)专门用于在不可靠的因特网上提供可靠的、端对端的字节流通信的合同。通过在发送方和接受方分别创立一种称为套接字的通信端口就可以获得TCP服务。所有的TC 连接均是全双工的和点到点的。发送和接受方P实体以数据报的形式互换数据。一种数据报涉及一种固定的2字节的头、一种可选部分以及0或多字节的数据。对数据报的大小有两个限制条件：一方面,每个数据报(涉及TCP头在内）必须适合P的载荷能力，不能超过5535字节;另一方面,每个网络都存在最大传播单元U（maxium rasfe nit)，规定每个数据报必须适合MTU。如果一种数据报进入了一种U不不小于该数据报长度的网络,那么处在网络边界上的路由器会把
3、该数据报分解为多种小的数据报。CP实体所采用的基本合同是滑动窗口合同。当发送方传送一种数据报时,它将启动计时器。当该数据报达到目的地后,接受方的TCP实体向回发送一种数据报,其中包具有一种确认序号,它等于但愿收到的下一种数据报的顺序号。如果发送方的定期器在确认信息达到之前超时，那么发送方会重发该数据报。1 TP数据报头图2给出了TC数据报头的格式。源端口、目的端口:16位长。标记出远端和本地的端标语。顺序号:32位长。表白了发送的数据报的顺序。确认号:32位长。但愿收到的下一种数据报的序列号。TP头长：4位长。表白TP头中涉及多少个32位字。接下来的6位未用。 ACK：ACK位置1表白确认号是
4、合法的。如果K为0，那么数据报不涉及确认信息，确认字段被省略。 PSH：表达是带有SH标志的数据。接受方因此祈求数据报一到便可送往应用程序而不必等到缓冲区装满时才传送。RST:用于复位由于主机崩溃或其他因素而浮现的错误的连接。还可以用于回绝非法的数据报或回绝连接祈求。SYN：用于建立连接。FIN:用于释放连接。窗口大小:16位长。窗口大小字段表达在确认了字节之后还可以发送多少个字节。校验和：16位长。是为了保证高可靠性而设立的。它校验头部、数据和伪TCP头部之和。可选项:0个或多种位字。涉及最大TCP载荷,窗口比例、选择重发数据报等选项。1. 最大TC载荷:容许每台主机设定其可以接受的最大的C
5、载荷能力。在建立连接期间,双方均声明其最大载荷能力,并选用其中较小的作为原则。如果一台主机未使用该选项，那么其载荷能力缺省设立为536字节。 2. 窗口比例：容许发送方和接受方商定一种合适的窗口比例因子。这一因子使滑动窗口最大可以达到32字节。 3. 选择重发数据报：这个选项容许接受方祈求发送指定的一种或多种数据报。2.连接管理在CP中建立连接采用三次握手的措施。为了建立连接,其中一方,如服务器,通过执行LISTEN和ACCET原语被动地等待一种达到的连接祈求。另一方,如客户方，执行CONEC原语,同步要指明它想连接到的IP地址和端标语,设立它可以接受的P数据报的最大值,以及某些可选的顾客数据
6、。ONECT原语发送一种SYN1，AK=的数据报到目的端,并等待对方响应。该数据报达到目的端后,那里的TC实体将察看与否有进程在侦听目的端口字段指定的端口。如果没有,它将发送一种RS1的应答，回绝建立该连接。如果某个进程正在对该端口进行侦听,于是便将达到的TC数据报交给该进程,它可以接受或回绝建立连接。如果接受,便发回一种确认数据报。一般状况下,TCP的连接建立过程如图所示。为了释放连接，每方均可发送一种FI=1的CP数据报,表白本方已无数据发送。当数据报被确认后，那个方向的连接即告关闭。当两个方向上的连接均关闭后,该连接就被完全释放了。一般状况下，释放一种连接需要4个TCP数据报：每个方向均
7、有一种FIN数据报和一种ACK数据报。2.3 传播方略T中采用滑动窗口来进行传播控制，滑动窗口的大小意味着接受方尚有多大的缓冲区可以用于接受数据。发送方可以通过滑动窗口的大小来拟定应当发送多少字节的数据。当滑动窗口为时,发送方一般不能再发送数据报,但有两种状况除外，一种状况是可以发送紧急数据，例如，容许顾客终结在远端机上的运营进程。另一种状况是发送方可以发送一种1字节的数据报来告知接受方重新声明它但愿接受的下一字节及发送方的滑动窗口大小。4 拥塞控制当加载到某个网络上的载荷能力超过其解决能力时，便会浮现拥塞现象。对于因特网来说有两个潜在的问题-网络的容量和接受方的容量，应当分别进行解决。发送方
8、始终保持两个窗口：接受方承认的窗口和拥塞窗口。取两个窗口的最小值作为可以发送的字节数。当建立连接时，发送方将拥塞窗口大小初始化为该连接所用的最大数据报的长度值,并随后发送一种最大长度的数据报。如果该数据报在定期器超时之前得到了确认，那么发送方会在原拥塞窗口的基本上再增长一种数据报的字节值，使其为两倍最大数据报的大小,然后发送两个数据报。当这些数据报中的每一种都被确认后，拥塞窗口大小就再增长一种最大数据报的长度。当拥塞窗口是N个数据报的大小时，如果发送的所有N个数据报都被及时确认,那么将拥塞窗口大小增长个数据报相应的字节数目。拥塞窗口保持指数规律增大，直到数据传播超时或者达到接受方设定的窗口大小
9、。拥塞窗口便设立为正好不导致超时或达到接受方的窗口大小的字节数。2. 定期器管理TCP使用多种定期器，如重发定期器、持续定期器、keeaive定期器等。最重要的是重发定期器。在发送一种数据报的同步,启动一种数据重发定期器。如果在定期器超时前该数据报被确认，则关闭该定期器；相反,如果在确认达到之前定期器超时,则需要重发该数据报。持续定期器用于避免浮现死锁状况。当一种连接长时间闲置时，kealv定期器会超时而使一方去检测另一方与否仍然存在。如果它未得到响应,便终结该连接UDP合同因特网合同组也支持无连接的传播合同UDP(uerdatapotocol)。 DP使用底层的因特网合同来传送报文,提供与I
10、同样的不可靠的、无连接的数据报传播服务。它不使用确认信息对报文的达到进行确认,不对收到的数据报进行排序,也不提供反馈信息来控制机器之间传播的信息流量。UDP通信的可靠性方面的工作,涉及报文的丢失、反复、乱序等现象，由使用DP的应用程序来承当。一种UDP数据报涉及一种字节的头和数据部分。报头的格式如下图所示，它涉及四个长为1字节的字段。源端口和目的端口的作用与P中的相似,是用来标明源端和目的端的端标语。UD长度字段指明涉及8个字节的头和数据在内的数据报长度。UDP校验和字段是可选项,用于纪录 UP头、UD伪头、顾客数据三者的校验和。IP合同IP合同提供了不可靠的、无连接的数据报传播机制。TP/I
11、P是为了适应物理网络的多样性而设计的，而这种适应性重要是通过IP层来体现的。由于物理网络的多样性,多种物理网络的数据帧格式、地址格式之间的差别很大。为了将这些底层的细节屏蔽起来，使得采用不同物理网络的网络之间进行通讯, TP/P分别采用了IP数据报和IP地址作为物理数据帧与物理地址的统一描述形式。这样IP向上层提供统一的IP数据报和统一的IP地址,使得多种物理帧及物理地址的差别性对上层合同不复存在。. P数据报头一种I数据报由一种头部和数据部分构成。头部涉及一种0字节的固定长度部分和一种可选任意长度部分。头部格式如图5所示。版本：4位长。记录了数据报相应的合同版本号。目前的IP合同有两个版本：
12、IPV4 和IPV。L：4位长。代表头部的总长度,以32位字节为一种单位。服务类型：位长。使主机可以告诉子网它想要什么样的服务。如下图所示，服务类型域又分为了5个部分。优先权字段是标志优先级的;三个标志位分别代表延迟、吞吐量、可靠性。总长:位。指头部和数据的总长。最大长度是6535个字节。标记：16位。通过它使目的主机判断新来的分段属于哪个分组,所有属于同一分组的分段涉及同样的标记值。DF:代表不要分段。它命令路由器不要将数据报分段，由于目的端不能重组分段。F：代表尚有进一步的分段，用它来标志与否所有的分组都已达到。除了最后一种分段的所有分段都设立了这一位。分段偏移：3位。标明分段在目前数据报
13、的什么位置。生命期:8位。用来限制分组生命周期的计数器。它在每个节点中都递减，并且当在一种路由器中排队时可以倍数递减。合同：8位。阐明将分组发送给那个传播进程，如T、VDP等。头校验和:1位。仅用来校验头部。源地址： 2位。产生I数据报的源主机IP地址。目的地址：32位。I数据报的目的主机的IP地址。可选项:是变长的。每个可选项用一种字节标明内容。有些可选项还跟有一字节的可选项长度字段，其后是一种或多种数据字节。目前已定义了安全性、严格的源路由选择、松的源路由选择、记录路由和时间标记五个可选项。但不是所有的路由器都支持所有个可选项。安全性选项阐明了信息的安全限度。严格的源路由选择选项以一系列的
14、P地址方式，给出了从源到目的地的完整途径。数据报必须严格地从这条途径传送。当路由选择表崩溃,系统管理员发送紧急分组时,或作时间测量时,此字段很有用。松的源路由选择选项规定分组遍及所列的路由器，但它可以在其间穿过其他的路由器。记录路由选项让沿途的路由器都将其IP地址加到可选字段之后,这使系统管理者可以跟踪路由选择算法的错误。时间标记选项像记录路由选项同样,除了记录32位的P地址外,每个路由器还要记录一种3位的时间标记。同样地,这一选择可用来为路由选择算法查错。4.2 IP数据报的分段与重组IP数据报是通过封装为物理帧来传播的。由于因特网是通过多种不同物理网络技术互连起来的,在因特网的不同部分，物
15、理帧的大小（最大传播单元MU）也许各不相似。为了最大限度的运用物理网络的能力,I模块以所在的物理网络的U做为根据，来拟定IP数据报的大小。当P数据报在两个不同MU的网络之间传播时,就也许浮现I数据报的分段与重组操作。在头中控制分段和重组的IP头域有三个:标记域、标志域、分段偏移域。标记是源主机赋予I数据报的标记符。目的主机根据标记域来判断收到的P数据报分段属于哪一种数据报,以进行IP数据报重组。标志域中的DF位标记该IP数据报与否容许分段。当需要对I数据报进行分段时，如果D位置1，网关将会抛弃该P数据报，并向源主机发送出错信息。标志域中的MF位标记该I数据报分段与否是最后一种分段。分段偏移域记录了该P数据报分段在原IP数据报中的偏移量。偏移量是8字节的整数倍。分段偏移域被用来拟定该IP数据报分段在数据报重组时的顺序。P数据报在被传播过程中,一旦被分段，各段就作为独立的数据报进行传播,在达到目的主机之前有也许会被再次或多次分段。但是IP数据报分段的重组都只在目的主机进行。4. P对输入数据报
