計算機網路傳輸層11講

『壹』 計算機網路分為幾層

第一層：物理層
解決兩個硬體之間怎麼通信的問題，常見的物理媒介有光纖、電纜、中繼器等。它主要定義物理設備標准，如網線的介面類型、光纖的介面類型、各種傳輸介質的傳輸速消手率等。
第二層：數據鏈路層
數據鏈路層從網路層接收數據包，數據包
包含發送方和接收方的IP地址。數據鏈路層執行兩個基本功能。它允許上層使用成幀之類的各種技術來訪問介質，控制如何放置和接收來自介質的數據。
第三層：網路層
傳輸層將數據段傳遞到網路層。網路層用於將接收到的數據段從一漏敬台計算機傳輸到位於不同網路中的另一台計算機。網路層的數據單元稱為數據包，網路層的功能是邏輯定址、路由和路徑確定。
第四層：傳輸層
OSI下3層的主要任務是數據通信，上3層的任務是數據處理，傳輸層是第四層，因此該層是通信子網和資源子網的介面和橋梁，起到承上啟下的作用。
第五層：會話層
是用戶應用程序和網路之間的介面，主要任務是組織和協調兩個會話進程之間的通信，並對數據交換進行管理。
第六層：表示層
表示層指從應用層接收數據，這些數據是以字元和數字的形式出現的，表示層將這些數據轉換成為機器返橋慎可以理解的二進制格式，也就是封裝數據和格式化數據，例如將ASCII碼轉化為別的編碼，這個功能稱為「翻譯」。
第七層：應用層
是OSI參考模型的最高層，它使計算機用戶以及各種應用程序和網路之間的介面，是網路應用程序所使用的，例如HTTPS協議、HTTP協議，應用層是通過協議為網路提供服務，執行用戶的活動。

『貳』 計算機網路上邏輯上劃分幾個層次每個層次的功能是什麼

七層： 物理層 、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

1、物理層功能 ： O S I 模型的最低層或第一層，該層包括物理連網媒介，如電纜連線連接器。物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號；

2、數據鏈路層： O S I 模型的第二層，它控制網路層與物理層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳遞；

3、網路層： O S I 模型的第三層，其主要功能是將網路地址翻譯成對應的物理地址，並決定如何將數據從發送方路由到接收方；

4、傳輸層： O S I 模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控制或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率；

5、會話層： 負責在網路中的兩節點之間建立和維持通信。 會話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節點之間的對 話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送；

6、表示層： 應用程序和網路之間的翻譯官，在表示層，數據將按照網路能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網路的類型不同而不同；

7、應用層： 負責對軟體提供介面以使程序能使用網路服務。術語「應用層」並不是指運行在網路上的某個特別應用程序 ，應用層提供的服務包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。

『叄』 OSI每層的功能及特點是什麼

【答案】： a物理層為數據鏈路層提供物理連接，在其上串列傳送比特流，即所傳送數據的單位是比特。此外，該層中還具有確定連接設備的電氣特性和物理特性等功能。
b數據鏈路層負責在網路節點間的線路上通過檢測、流量控制和重發等手段，無差錯地傳送以幀為單位的數據。為做到這一點，在每一幀中必須同時帶有同步、地址、差錯控制及流量控制等控制信息。
c網路層為了將數據大豎分組從源（源端系統）送到目的地（目標端系統），網路層的任務就是選擇合適的路由滾態大和交換節點，使源的傳輸層傳下來的分組信息能夠正確無誤地按照地址找到目的地，並交付給相應的傳輸層，即完成網路的定址功能。
d傳輸層傳輸層是高低層之間銜接的介面層。數據傳輸的單位是報文，當報文較長時將它分割成若干分組,然後交給網路層進行傳輸。傳輸層是計算機網路協議分層中的最關鍵一層，該層以上各層將不再管理信息傳輸問題。
e會話層該層對傳輸的報文提供同步管理服務。在兩個不同系統的互相通信的應用進程之間建立、組織和協調交互。例如，確定是雙工還是半雙工工作。
f表示層該層的主要任務是把所傳送的數據的抽象語法變換為傳送語法閉鍵，即把不同計算機內部的不同表示形式轉換成網路通信中的標准表示形式。此外，對傳送的數據加密（或解密）、正文壓縮（或還原）也是表示層的任務。
g應用層該層直接面向用戶，是OSI中的最高層。它的主要任務是為用戶提供應用的介面，即提供不同計算機間的文件傳送、訪問與管理，電子郵件的內容處理，不同計算機通過網路交互訪問的虛擬終端功能等。

『肆』 計算機網路-OSI各層簡介

本文參考以下優質文章，感謝各位大神對我學習的幫助：
牛客網-奔跑吧牛客-計算機網路之面試常考
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OSI協議：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

TCP/IP協議：網路介面層、 網際層、運輸層、 應用層。

每一層的協議如下：

物理層：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 （中繼器，集線器，網關）

數據鏈路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC （網橋，交換機）

網路層：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 （路由器）

傳輸層：TCP、UDP、SPX

會話層：NFS、SQL、NETBIOS、RPC

表示層：JPEG、MPEG、ASII

應用層：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

每一層的作用如下：

物理層： 通過媒介傳輸比特,確定機械及電氣規范（比特Bit）

數據鏈路層 ：將比特組裝成幀和點到點的傳遞（幀Frame）

網路層 ：負責數據包從源到宿的傳遞和網際互連（包PackeT）

傳輸層 ：提供端到端的可靠報文傳遞和錯誤恢復（段Segment）

會話層 ：建立、管理和終止會話（會話協議數據單元SPDU）

表示層 ：對數據進行翻譯、加密和壓縮（表示協議數據單元PPDU）

應用層 ：允許訪問OSI環境的手段（應用協議數據單元APDU）

『伍』 計算機網路各層次有哪些

1、應用層

與其它計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序就需要實現OSI的第7層。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。

2、表示層

這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASCII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASCII後發送數據。在接收方將標準的ASCII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASCII等。

3、會話層

它定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向消息的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

4、傳輸層

這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

5、網路層

這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。

6、數據鏈路層

它定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的各種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

7、物理層

OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、幀、幀的使用、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。

『陸』 OSI參考模型分哪幾個層次各層次基本功能是什麼

1、第7層應用層：OSI中的最高層。它為特定類型的網路應用程序提供對osi環境的訪問。應用層決定進程間通信的性質，以滿足用戶的需求。

基本功能：應用層不僅提供應用過程所需的信息交換和遠程操作，還充當應用過程的用戶代理，完成信息交換所需的一些功能。

2、第6層表示層：主要用於處理兩個通信系統之間交換信息的表示。

基本功能：為上層用戶解決用戶信息的語法問題。它包括數據格式交換、數據加解密、數據壓縮和終端類型轉換。

3、第5層會話層：在兩個節點之間建立端到端的連接。它提供了終端系統應用程序之間的對話控制機制。該服務包括在全雙工或半雙工模式下建立連接，盡管可以在第4層中處理雙工模式；會話層管理登錄和注銷過程。

基本功能：它專門管理兩個用戶和進程之間的對話。如果在某一時間只允許一個用戶執行特定操作，則會話層協議管理這些操作，例如防止兩個用戶同時更新資料庫中的同一組數據。

4、第4層傳輸層：傳輸層是網路體系結構中高低層之間的介面層。傳輸層不僅是單一的結構層，也是整個分析體系結構協議的核心。傳輸層為會話層用戶提供端到端可靠、透明、優化的數據傳輸服務機制。

基本功能：它包括全雙工或半雙工、流控制和錯誤恢復服務；傳輸層將消息分成若干組，並在接收端重新組織它們。可以通過不同的連接將不同的分組發送到主機。這樣，可以在不影響會話層的情況下獲得更高的帶寬。

當建立連接時，傳輸層可以請求服務質量，服務質量指定可接受的參數，例如誤碼率、延遲、安全性等。它還可以實現端到端的流量控制功能。

5、第3層網路層：該層通過定址建立兩個節點之間的連接，為源的傳輸層發送的數據包選擇合適的路由和交換節點。並根據地址正確傳輸到目的地的傳輸層。

基本功能：它包括通過互連網路路由和中繼數據；除了路由，網路層還負責建立和維護連接，控制網路擁塞，並在必要時生成計費信息。

6、第2層數據鏈路層：在這一層中，數據被框定，流控制被處理。屏蔽物理層，為網路層提供數據鏈路連接，並對可能出錯的物理連接執行幾乎無錯誤的數據傳輸（錯誤控制）。

基本功能：此層指定拓撲並提供硬體定址。常用設備包括電橋和開關。

7、第1層物理層：在OSI參考模型的底部。常用設備包括網卡、集線器、中繼器、數據機、網線、雙絞線、同軸電纜。

基本功能：物理層的主要功能是利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，以實現比特流的透明傳輸。

(6)計算機網路傳輸層11講擴展閱讀：

OSI參考模型的歷史：

在制定計算機網路標准方面，起著重大作用的兩大國際組織是：國際電信聯盟電信標准化部門，與國際標准化組織（iso）。盡管它們的工作領域不同，但隨著科學技術的發展，通信和信息處理之間的界限變得模糊，這也成了國際電信聯盟（itu）電信標准化司與ISO共同關注的領域。

1984年，ISO發布了著名的ISO/IEC 7498標准，定義了網路互連的七層框架，即開放系統互連參考模型。

『柒』 傳輸層只包括面向連接的數據報對嗎

1. 傳輸層提供的服務
1.1 傳輸層的功能
傳輸層提供應用進程之間的邏輯通信(即端到端的通信)

與網路層的區別是，網路層提供的是主機之間的邏輯通信。
從網路層來說，通信的雙方是兩台主機，IP 數據報的首部給出了這兩台主機的IP地址。
但「兩台主機之間的通信」實際上是兩台主機中的應用進程之間的通信，應用進程之間的通信又稱端到端的邏輯通信。
這里「邏輯通信」的意思是：傳輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數據啟譽，但事實上這兩個傳輸層之間並沒有一條水平方向的物理連接。
復用和分用

復用是指發送方不同的應用進程都可使用同一個傳輸層協議傳送數據;
分用是指接收方的傳輸層在剝去報文的首部後能夠把這些數據正確交付到目的應用進程。
注意：

傳輸層的復用分用功能與網路層的復用分用功能不同。
網路層的復用是指發送方不同協議的數據都可以封裝成IP數據報發送出去,
網路層的分用是指接收方的網路層在剝宴賀去首部後把數據交付給相應的協議。
傳輸層還要對收到的報文進行差錯檢測(首部和數據部分)
網路層只檢查IP數據報的首部，不檢驗數據部分是否出錯。

提供兩種不同的傳輸協議，即面向連接的TCP和無連接的UDP
網路層無法同時實現兩種協議(即在網路層要麼只提供面向連接的服務，如虛電路；要麼只提供無連接服務，如數據報，而不可能在網路層同時存在這兩種方式)。

1.2 傳輸層定址與埠
埠是傳輸層服務訪問點(TSAP)，它在傳輸層的作用類似於IP地址在網路層的作用或MAC地址在數據鏈路層的作用，只不過IP地址和MAC地址標識的是主機，而埠標識的是主機中的應用進程。
數據鏈路層的SAP是MAC地址，網路層的SAP是IP地址，傳輸層的SAP是埠。
在協議棧層間的抽象的協議埠是軟體埠，它與路由器或交換機上的硬體埠是完全不同的概念。
硬體埠是不同硬體設備進行交互的介面，而軟體埠是應用層的各種協議進程與傳輸實體進行層間交互的一種地址。
知名埠號
套接字

在網路中通過IP地址來標識和區別不同的主機，通過埠號來標識和區分一台主機中的不同應用進程。在網路中採用發送方和接收方的套接字(Socket)組合來識別端點。
1.3 無連接服務與面向連接服務
面向連接的傳輸控制協議TCP
傳送數據之前必須建立連接，數據傳送結束後要釋放連接。不提供廣播或多播服務。由於TCP要提供可靠的面向連接的傳輸服務，因此不可避免增加了許多開銷：確認、流量控制、計時器及連接管理等。
TCP主要適用於可靠性更重要的場合，如文件傳輸協議(FTP)、超文本傳輸協議(HTTP)、遠程登錄(TELNET)等。
無連接的用戶數據報協議UDP
傳送數據之前不需要建立連接，收到UDP報文後也不需要給出任何確認。
UDP的應用主要包括小文件傳送協議(TFTP)、DNS、SNMP和實時傳輸協議(RTP)。
2. UDP協議
UDP只在IP數據報服務之上增加了很少功能，即復用分用和差錯檢測功能。
UDP的主要特點：
UDP是無連接的
UDP不會引入建立連接的時延。試想如果DNS運行在TCP而非UDP上，那麼DNS的速度會慢很多。HTTP使用TCP而非UDP，是因為對於基於文本數據的Web網頁來說，可靠性是至關重要的。
TCP需要在端系統中維護連接狀態。此連接狀態包括接收和發送緩存、擁塞控制參數和序號與確認號的參數。而UDP不維護連接狀態，也不跟蹤這些參數。
UDP使用最大努力交付，即不保證可靠交付。晌旁派
但這並不意味著應用對數據的要求是不可靠的，因此所有維護傳輸可靠性的工作需要用戶在應用層來完成。應用實體可以根據應用的需求來靈活設計自己的可靠性機制。
UDP是面向報文的，適合一次性傳輸少量數據的網路應用。
既不合並，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。應用層給UDP多長的報文，UDP就照樣發送，即一次發一個完整報文。
UDP無擁塞控制，適合很多實時應用。
UDP首部開銷小
TCP有20B的首部開銷，而UDP僅有8B的開銷。
2.1 UDP數據報
UDP首部格式
源埠。源埠號。在需要對方回信時選用，不需要時可用全0。
目的埠。目的埠號。這在終點交付報文時必須使用到。
長度。UDP數據報的長度(包括首部和數據)，其最小值是8 (僅有首部)。
校驗和。檢測UDP數據報在傳輸中是否有錯。有錯就丟棄。該欄位是可選的，當源主機不想計算校驗和時，則直接令該欄位為全0。
2.2 UDP校驗

3. TCP協議
TCP協議特點
3.1 TCP報文段
TCP報文段的首部格式
TCP傳送的數據單元稱為報文段。一個TCP報文段分為TCP首部和TCP數據兩部分，整個TCP報文段作為IP數據報的數據部分封裝在IP數據報中
首部的前20B是固定的。TCP報文段的首部最短為20B，後面有4N位元組是根據需要而增加的選項，通常長度為4B的整數倍。
TCP報文段既可以用來運載數據，又可以用來建立連接、釋放連接和應答。
序號。在一個TCP連接中傳送的位元組流中的每一個位元組都按順序編號，本欄位表示本報文段所發送數據的第一個位元組的序號。
確認號欄位。佔4B，是期望收到對方的下一個報文段的數據的第一個位元組的序號。若確認號為N，則表明到序號N - 1為止的所有數據都已正確收到。
數據偏移(即首部長度)。佔4位，這里不是IP數據報分片的那個數據偏移，而是表示首部長度，它指出TCP報文段的數據起始處距離TCP報文段的起始處有多遠。「數據偏移」的單位是32位(以4B為計算單位)。因此當此欄位的值為15時，達到TCP首部的最大長度60B。
保留欄位。佔6位，保留為今後使用，但目前應置為0，該欄位可以忽略不計。
控制位
緊急位URG。URG = 1時，表明緊急指針欄位有效。它告訴系統報文段中有緊急數據，應盡快傳送(相當於高優先順序的數據)。但URG需要和緊急指針配套使用，即數據從第一個位元組到緊急指針所指位元組就是緊急數據。
確認位ACK。只有當ACK = 1時確認號欄位才有效。當ACK=0時，確認號無效。TCP規定，在連接建立後所有傳送的報文段都必須把ACK置1。
推送位PSH (Push)。 接收TCP收到PSH = 1的報文段，就盡快地交付給接收應用進程而不再等到整個緩存都填滿後再向上交付。
復位位RST (Reset)。RST=1時，表明TCP連接中出現嚴重差錯(如主機崩潰或其他原因)，必須釋放連接，然後再重新建立運輸連接。
同步位SYN。同步SYN= 1表示這是一個連接請求或連接接收報文。當SYN=1, ACK=0時，表明這是一個連接請求報文，對方若同意建立連接，則在響應報文中使用SYN=1, ACK=1。即SYN= 1表示這是一個連接請求或連接接收報文。
終止位FIN (Finish)。用來釋放一個連接。FIN= 1表明此報文段的發送方的數據已發送完畢，並要求釋放傳輸連接。
窗口欄位。佔2B。它指出現在允許對方發送的數據量，接收方的數據緩存空間是有限的，因此用窗口值作為接收方讓發送方設置其發送窗口的依據，單位為位元組。
例如，假設確認號是701，窗口欄位是1000。這表明，從701號算起，發送此報文段的接收方方還有接收1000B數據(位元組序號為701 ~1700)的接收緩存空間。
校驗和。佔2B。校驗和欄位檢驗的范圍包括首部和數據兩部分。在計算校驗和時，和UDP一樣，要在TCP報文段的前面加上12B的偽首部(只需將UDP偽首部的第4個欄位，即協議欄位的17改成6，其他的和UDP一樣)。
緊急指針欄位。佔16 位，指出在本報文段中緊急數據共有多少位元組(緊急數據放在本報文段數據的最前面)。
選項欄位。長度可變。TCP最初只規定了一種選項，即最大報文段長度(Maximum SegmentSize，MSS)。MSS是TCP報文段中的數據欄位的最大長度。窗口擴大、時間戳、選擇確認
填充欄位。這是為了使整個首部長度是4B的整數倍。填充0.
3.2 TCP連接管理
TCP是面向連接的協議，因此每個TCP連接都有三個階段：連接建立、數據傳送和連接釋放。
TCP連接的管理就是使運輸連接的建立和釋放都能正常進行。
每條TCP連接通過通信兩端的兩個端點( 即兩個套接字)確定。
在TCP連接建立的過程中，要解決以下三個問題：

要使每一方都能夠確知對方的存在。
要允許雙方協商一些參數(如最大窗口值、是否使用窗口擴大選項、時間戳選項及服務質量等)。
能夠對運輸實體資源( 如緩存大小、連接表中的項目等)進行分配。
連接的建立 - - - 三次握手
seq為序號欄位，標明本次報文段數據部分的第一個位元組的序號
ack是確認號欄位，告訴對方我接下來應該接收的數據是從位元組序號ack開始的數據
ACK是確認位,0時確認號欄位ack無效，1時確認號欄位ack有效
SYN是同步位
TCP提供的是全雙工通信，因此通信雙方的應用進程在任何時候都能發送數據。
伺服器端的資源是在完成第二次握手時分配的
而客戶端的資源是在完成第三次握手時分配的，這就使得伺服器易於受到SYN洪泛攻擊。
SYN泛洪攻擊
TCP連接釋放----四次握手
TCP連接建立和釋放的總結
連接建立。分為3步：
①SYN=1，seq=x。
②SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+ 1。
③ACK=1，seq=x+1，ack=y+ 1。
釋放連接。分為4步：
①FIN=1，seq= u
②ACK=1，seq=v，ack=u+ 1。
③FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+ 1。
④ACK=1，seq=u+1，ack=w+ 1。
3.3 TCP可靠傳輸
序號
確認

重傳
3.4 TCP流量控制
在通信過程中，接收方根據自己接收緩存的大小，動態地調整發送方的發送窗口大小，這稱為接收窗口rwnd, 即調整TCP報文段首部中的「窗口」欄位值，來限制發送方向網路注入報文的速率。
同時，發送方根據其對當前網路擁塞程序的估計而確定的窗口值，這稱為擁塞窗口cwnd，其大小與網路的帶寬和時延密切相關。
發送方的發送窗口取接收窗口rwnd和擁塞窗口cwnd的最小值。
傳輸層和數據鏈路層的流量控制的區別是:
傳輸層定義端到端用戶之間的流量控制，數據鏈路層定義兩個中間的相鄰結點的流量控制。
另外，數據鏈路層的滑動窗口協議的窗口大小不能動態變化，傳輸層的則可以動態變化。
3.5 TCP擁塞控制
擁塞控制，是指防止過多的數據注入網路，保證網路中的路由器或鏈路不致過載。
出現擁塞時，端點並不了解到擁塞發生的細節，對通信連接的端點來說，擁塞往往表現為通信時延的增加。當然，擁塞控制和流量控制也有相似的地方，即它們都通過控制發送方發送數據的速率來達到控制效果。

擁塞控制與流量控制的區別

擁塞控制是讓網路能夠承受現有的網路負荷，是一個全局性的過程，涉及所有的主機、所有的路由器，以及與降低網路傳輸性能有關的所有因素。
流量控制往往是指點對點的通信量的控制，即接收端控制發送端，它所要做的是抑制發送端發送數據的速率，以便使接收端來得及接收。
擁塞控制的4種演算法：慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復
慢開始與擁塞避免
慢開始演算法
使用慢開始演算法後，每經過一個傳輸輪次(即往返時延RTT)，擁塞窗口cwnd就會加倍，即cwnd的大小指數式增長。這樣，慢開始一直把擁塞窗口cwnd增大到一個規定的慢開始門限ssthresh(閾值)，然後改用擁塞避免演算法。
擁塞避免演算法
擁塞避免演算法的做法如下：發送端的擁塞窗口cwnd每經過一個往返時延RTT就增加一個MSS的大小，而不是加倍，使cwnd按線性規律緩慢增長(即加法增大)，而當出現一次超時(網路擁塞)時，令慢開始門限ssthresh等於當前cwnd的一半(即乘法減小)。
根據cwnd的大小執行不同的演算法，可歸納如下:
●當cwnd < ssthresh時，使用慢開始演算法。
●當 cwnd > ssthresh時，停止使用慢開始演算法而改用擁塞避免演算法。
●當cwnd = sthresh時，既可使用慢開始演算法，又可使用擁塞避免演算法(通常做法)。
在慢開始和擁塞避免演算法中使用了「乘法減小」和「加法增大」方法。

「乘法減小」是指不論是在慢開始階段還是在擁塞避免階段，只要出現一次超時(即很可能出現了網路擁塞)，就把慢開始門限值ssthresh設置為當前擁塞窗口值的一半。網路頻繁出現擁塞時，ssthresh 值就下降得很快，以大大減少注入網路的分組數。
「加法增大」是指執行擁塞避免演算法後，在收到對所有報文段的確認後(即經過一個 RTT),就把擁塞窗口cwnd增加一個MSS大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網路過早出現擁塞。
快重傳和快恢復
快重傳
當發送方連續收到三個重復的ACK報文時，直接重傳對方尚未收到的報文段，而不必等待那個報文段設置的重傳計時器超時。
快恢復
發送端收到連續三個冗餘ACK (即重復確認)時，執行「乘法減小」演算法，把慢開始門限ssthresh 設置為出現擁塞時發送方cwnd的一半。
在流量控制中，發送方發送數據的量由接收方決定，而在擁塞控制中，則由發送方自己通過檢測網路狀況來決定。
注意： 發送方發送窗口的實際大小由流量控制和擁塞控制共同決定。

當發送方檢測到超時的時候，就採用慢開始和擁塞避免；
當發送方接收到冗餘ACK時，就採用快重傳和快恢復。

【參考文章】
https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/104722679

計算機網路
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計算機網路 - 傳輸層
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計算機網路之傳輸層
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『捌』 計算機網路_運輸層

在IP層看來，通信的兩端是兩個主機，IP數據報的首部明確的標志了這兩個主機的IP地址。但是兩個主機之間的通信這種說法還不夠清楚，這是因為真正進行通信的實體是在主機中的 進程 ，是兩個進程之間在交換數據。從而引出了運輸層，從運輸層的角度看來， 通信的真正端點並不是主機而是主機中的進程 （端到端的通信）。

在一個主機中經常有多個應用進程同時分別和另一個主機的多個應用進程通信。這就表明了運輸層有一個很重要的功能， 復用和分用 ，應用層不同進程的報文通過不同的埠向下交到運輸層，再往下就共用網路層提供的服務。

「運輸層提供應用進程間的邏輯通信」。「邏輯通信」的意思是：運輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數據。但事實上這兩個運輸層之間並沒有一條水平方向的物理連接。

TCP/IP 的運輸層有兩個不同的協議：

由此可見兩個計算機中的進程要相互通信，不僅要知道對方的IP地址，還要知道對方的埠號。

如果接收方UDP發現收到的報文中的目的埠號不正確（即不存在對應於該埠的號的應用進程），就丟棄該報文，並由網際控制報文協議ICMP發送 埠不可達 差錯報文給發送方。

在計算檢驗和時，臨時把 「偽首部」 和 UDP 用戶數據報連接在一起得到一個臨時的數據報，它不向下傳遞也不向上遞交。 偽首部僅僅是為了計算檢驗和 。

UDP計算檢驗和的方法和IP數據報首部檢驗和方法相類似。但不同的是，IP數據報的檢驗和 只檢驗IP數據報的首部 ，但UDP的檢驗和是 把首部和數據部分一起檢驗

計算UDP檢驗和的例子：

在發送方，先把全0放入檢驗和欄位，再把偽首部以及UDP用戶數據報看成是許多16位的字串接起來。若UDP用戶報的數據部分不是偶數個位元組，則要填入一個全零位元組（先不發送）。然後按照 二進制反碼 計算出這些16位字的和。將此和的二進制反碼寫入 檢驗和欄位 後，就發送這樣的UDP數據報。在接收方，把收到的UDP數據報連通偽首部（以及可能填充全零位元組）一起，按二進制反碼求這些16位字的和。當無差錯時其結果應為全1（原本的檢驗和為0，封裝成數據報後再次相加的時候就多個檢驗和反碼相加，所以無差錯時結果為1）。

每一條TCP連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定，即：

TCP發送的報文段是交給IP層傳輸的。但IP層只提供盡最大努力服務，也就是說，TCP下面的網路所提供的是不可靠傳輸，因此，TCP必須採用適當的措施才能使得兩個運輸層之間的通信變得可靠。

在這樣的理想傳輸條件下，不需要採取任何措施就能夠實現可靠傳輸。然而實際的網路都不具備以上兩個理想的條件。但我們可以使用一些可靠傳輸協議，當出現差錯時讓發送方重傳出現差錯的數據，同時在接收方來不及處理收到的數據時，及時告訴發送方適當的降低發送數據的速度，這樣一來，本來是不可靠的傳輸信道就能夠實現可靠傳輸。

停止等待協議的優點是簡單，但缺點是 信道利用率 太低。

假定AB之間有一條直通的信道來傳送分組

這里的TD是A發送分組所需要的時間（顯然TD = 分組長度 / 數據速率）再假定TA是B發送確認分組所需要的時間（A和B處理分組的時間都忽略不計）那麼A在經過TD+RTT+TA時間後才能發送下一個分組，這里的RTT是往返時間，因為只有TD是採用來傳輸有用的數據（這個數據包括了分組首部，如果可以知道傳輸更精確的數據的時間，可以計算的更精確），所有信道利用率為

為了提高傳輸效率，發送方可以不使用低效率的停止等待協議，而是採用 流水線傳輸 ：就是發送方可以 連續的發送多個分組 ，不必每發完一個分組就停下來等待對方的確認。這樣可使信道上一直有數據不間斷地在傳送。顯然這種傳輸方式可以獲得很高的信道利用率

當時使用流水線傳輸時，就要使用下面介紹的 連續ARQ協議 和 滑動窗口協議

滑動窗口協議比較復雜，是TCP協議的精髓所在，在這里先給出ARQ協議最基本的概念，但不涉及到許多細節問題。

位於發送窗口的分組都可以連續的發送出去，而不需要等待對方的確認，發送方每收到一個確認，就把發送窗口向前滑動一個分組的位置。

詳細可以見P201

TCP雖然是面向位元組流的，但是TCP傳送的數據單元卻是報文段（可以看上述TCP面向流的概念），而且TCP的 全部功能都體現在它的首部中各個欄位 。

詳解請見P206，注意圖中的後沿，前沿

從下圖可以看出來，要描述一個發送窗口的狀態需要三個指針：P1，P2，P3

有很多信息見P208，這里不贅述

發送方的應用進程把位元組流寫入TCP的發送緩存，接收方的應用進程從TCP的接收緩存中讀取位元組流。下面進一步討論前面講的 窗口和緩存 的關系

發送緩存

發送窗口通常只是發送緩存的一部分，已被確認的數據應當從發送緩存中刪除，因此 發送緩存和發送窗口的後沿是重合 的。發送應用程序最後寫入發送緩存的位元組減去最後被確認的位元組，就是還保留在發送緩存中被寫入的位元組。發送應用程序必須控制寫入緩存的速率，不能太快 ，否則發送緩存就會沒有存放數據的空間。

如果收到的分組被檢測出有差錯，則要丟棄。如果接收應用程序來不及讀取收到的數據，接收緩存最終就會被填滿，使接收窗口減少到零。反之，如果接收應用程序能夠及時從接收緩存中讀取收到的數據，接收窗口就可以增大，但最大不能超過接收緩存的大小。

TCP才用了一種自適應演算法，它記錄一個報文段發出的時間，以及收到相應的確認的時間。這兩個時間之差就是報文段的往返時間RTT。

TCP 保留了 RTT 的一個 加權平均往返時間 RTTs （這又稱為平滑（smooth）的往返時間，因為是加權平均，所以是平滑的）。
第一次測量到 RTT 樣本時， RTTS 值就取為所測量到的 RTT 樣本值 。以後每測量到一個新的 RTT 樣本，就按下式重新計算一次 RTTS：

顯然，RTO 應略大於上面得出的加權平均往返時間 RTTs
RFC 2988 建議使用下式計算 RTO：

RTTD 是 RTT 的 偏差的 加權平均值，他與RTTs和新的RTT樣本之差有關。
RFC 2988 建議這樣計算 RTTD。第一次測量時，RTTD 值取為測量到的 RTT 樣本值的一半。在以後的測量中，則使用下式計算加權平均的 RTTD：

β是個小於 1 的系數，其推薦值是 1/4，即 0.25。

為了解決上面那個問題，Karn提出了一個演算法

在計算平均往返時間 RTT 時，只要**報文段重傳了，就不採用其往返時間樣本。這樣得出的加權平均平均往返時間 RTTS 和超時重傳時間 RTO 就較准確。 **

但是，這又有了新的問題、設想出現這樣的情況：報文段的時延突然增大了很多。因此在原來得出的重傳時間內，不會收到確認報文段。於是就重傳報文段。但根據Karn演算法，不考慮重傳的報文段的往返時間樣本。這樣，超時重傳時間就無法更新。

報文段每重傳一次，就把 RTO 增大一些：

系數 γ 的典型值是 2 。
當不再發生報文段的重傳時，才根據報文段的往返時延更新平均往返時延 RTT 和超時重傳時間 RTO 的數值。
實踐證明，這種策略較為合理。

接收方收到了和前面的位元組流 不連續 *的兩個位元組塊（只是未按序號，它是無差錯的）

如果這些位元組的序號都在接收窗口之內，那麼接收方就先收下這些數據，但要把這些信息准確地告訴發送方，使發送方不要再重復發送這些已收到的數據。

和前後位元組不連續的每一個位元組塊都有兩個邊界：左邊界和右邊界。圖中用四個指針標記這些邊界。第一個位元組塊的左邊界 L1 = 1501，但右邊界 R1 = 3001。左邊界指出位元組塊的第一個位元組的序號，但右邊界減 1 才是位元組塊中的最後一個序號。第二個位元組塊的左邊界 L2 = 3501，而右邊界 R2 = 4501。

詳見P211

一般說來，我們總是希望數據傳輸得更快一些。但如果發送方把數據發送得過快，
接收方就可能來不及接收，這就會造成數據的丟失。

流量控制(flow control)就是讓發送方的發送速率不要太快，既要讓接收方來得及接收，也不要使網路發生擁塞 。

利用 滑動窗口機制 可以很方便地在 TCP 連接上實現流量控制。

A 向 B 發送數據。在連接建立時，�B 告訴 A：「我的接收窗口 rwnd = 400（位元組）」。 看下TCP首部窗口欄位的用處

接收方的主機B一共進行了3次流量控制（藍線）

考慮一種情況，B向A發送了零窗口的報文段後不久，B的接收緩存又有了一些存儲空間。於是B向A發送了rwnd = 400的報文段，然而這個報文段在傳輸過程中丟失了。A一直等收到B發送非零窗口的通知，B也一直等A發送數據來，就形成了 死鎖 。下面的 持續計時器 就是為了打破死鎖僵局的

應用進程把數據傳送到TCP發送緩存後，剩下的發送任務就由TCP來控制了。可以用不同的機制來控制 TCP 報文段的發送時機:

至於如何控制發送的 時機 詳見P213

在某段時間，若對網路中某資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網路的性能就要變壞——產生 擁塞(congestion)

出現資源擁塞的條件： 對資源需求的 總和 > 可用資源

若網路中有許多資源同時產生擁塞，網路的性能就要明顯變壞，整個網路的吞吐量將隨輸入負荷的增大而下降。

解決擁塞的要點是 平衡 ，要讓整個系統的性能想匹配（P214）。

橫坐標為 提供的負載 ，代表單位時間內輸入給網路的分組的數目（也叫作輸入負載或網路負載），縱坐標是 吞吐量 ，代表單位時間內從網路輸出的分組數目。

由於缺少緩存空間而被丟棄的分組的百分數，平均隊列長度，超時重傳的分組數，平均分組時延，分組時延的標准差等，這些指標的上升都標志著擁塞的增長。

方便起見，我們用 報文段的個數 作為窗口大小的單位

慢開始門限 ssthresh 的用法如下：

擁塞避免演算法的思路是讓擁塞窗口 cwnd 緩慢地增大，即每經過一個往返時間 RTT 就把發送方的擁塞窗口 cwnd 加 1，而不是加倍，使擁塞窗口 cwnd 按線性規律緩慢增長 ，比慢開始演算法的擁塞窗口增長速率緩慢很多。

網路出現擁塞時

當 TCP 連接進行初始化時，將擁塞窗口置為 1。圖中的窗口單位不使用位元組而使用 報文段 。

慢開始門限的初始值設置為 16 個報文段，即 ssthresh = 16。

發送端的發送窗口不能超過擁塞窗口 cwnd 和接收端窗口 rwnd 中的最小值。我們假定接收端窗口足夠大，因此現在發送窗口的數值等於擁塞窗口的數值。

下面的執行步驟就是按照折現上的點的順序

『玖』 TCP/IP網路模型從上至下哪四層組成各層主要功能是什麼

1、組成：應用層、傳輸層、網路層、鏈路層

2、各層主要功能：

應用層：負責向用戶提供應用程序，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

傳輸層：負責對報文進行分組和重組，並以TCP或UDP協議格式封裝報文。

網路層：負責路由以及把分組報文發送給目標網路或主機。

鏈路層：負責封裝和解封裝IP報文，發送和接受ARP/RARP報文等。

(9)計算機網路傳輸層11講擴展閱讀

OSI是開放系統互連參考模型 (Open System Interconnect 簡稱OSI），是國際標准化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)聯合制定的開放系統互連參考模型，為開放式互連信息系統提供了一種功能結構的框架。

它從低到高分別是：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

而TCP/IP簡單來說就是OSI的簡化版，把OSI的七層簡化為了四層。TCP/IP 定義了電子設備如何連入網際網路，以及數據如何在它們之間傳輸的標准。

協議採用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求。