Bài giảng mạng máy tính chương 4 nguyễn hồng sơn

sequence numberacknowledgement numberReceive window Urg data pointer checksum F S R P A U head len not used Options chiều dài thay đổi URG: urgent data, báo có data khẩn trong segment

Chương 4

Giao thức TCP

Chương 4-Giao thức TCP 3-2

NỘI DUNG

❒ Tổng quan Giao thức truyền tải hướng kết nối, TCP

❍ Cấu trúc segment

Tổng quan TCP

❒ Song công hoàn toàn:

❍ Luồng số liệu chạy trên cảhai chiều của cùng kết nối

❒ Kết nối có hướng (connection-oriented):

❍ Bắt tay thông qua tra đổi thông điệp điều khiển

❒ Điều khiển luồng:

❍ Kiểm soát nghẽn và điều

khiển luồng, cài đặt cửa sổ

❒ S ử d ụ ng b ộ đ ệ m truy ề n và

nh ậ n

sequence numberacknowledgement number

Receive window Urg data pointer checksum

F S R P A U

head len

not used

Options (chiều dài thay đổi)

URG: urgent data,

báo có data khẩn

trong segment được chỉ

ra bởi data pointer

ACK: ACK #

là hợp lệ PSH: chuyển data

lên trên ngay

RST, SYN, FIN:

Thiết lập kết nối

Số byte (# bytes) Máy thu sẵn sàng nhận

Đếm theo byte

số liệu

Internet checksum (như UDP)

Chỉ số tuần tự và báo nhận ACK

byte đầu tiên trong phần data của segment

Chỉ số báo nhận ACK trong segment là chỉ số tuần tự của byte kế

tiếp trong dòng byte mà máy gửi segment này đang chờ.

Nhận 'C' và truyền lại ‘C’

time Giả sử client bắt đầu với tuần tự 42

Server bắt đầu với tuần tự 79

Chương 4-Giao thức TCP 3-8

Tham số RTT và Timeout (2)

❒ Exponential weighted moving average

❒ Ảnh hưởng của mẫu quá khứ giảm nhanh theo hàm mũ

❒ Giá trị tiêu biểu là: ααα = 0.125

Chương 4-Giao thức TCP 3-10

Tham số RTT và Timeout (3)

Cài đặt timeout

❒ Trước hết xác định độ lệch của mẫu so với EstimatedRTT:

TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4*DevRTT

β

β*|SampleRTT-EstimatedRTT|

Sau đó gán giá trị timeout interval:

NỘI DUNG

❍ Cấu trúc segment

❒ Truyền tải số liệu tin cậy

datagram không bảo đảm IP

❒ Các segment được chuyển

theo cơ chế ống dẫn

(Pipeline)

❒ Dùng báo nhận kiểu tích lũy

đại diện (cumulative ack)

Các sự kiện phía TCP sender

Nhận data từ ứng dụng:

tuần tự kế tiếp (seq #)

chưa chạy (như cho

❍ Cập nhật

❍ Khởi động timer nếu còn segment đang đợi

= 100

Chương 4-Giao thức TCP 3-16

Phát sinh ACK

Sự kiện tại máy thu

Segment đến đúng thứ tự với chỉ

số mong đợi Tất cả data đến chỉ

số này đều đã được báo nhận

Segment đến đúng thứ tự với chỉ

số mong đợi Một segment khác

đang được xúc tiến báo nhận

Segment đến không đúng thứ tự

với chỉ số lớn hơn chỉ số mong

đợi Phát hiện mất segment

Segment đến bổ sung vào một

phần hay toàn bộ số bị mất

Hành vi tại máy thu

Chậm ACK Đợi segment kế trong 500ms Nếu không có segment kế, gửi ACK

Gửi ngay một ACK đại diện báo nhận cho cả hai một lúc

Gửi ngay ACK trùng chỉ số để chỉ ra byte đang đợi kế tiếp

Gửi ngay ACK,báo chờ segment với byte bắt đầu tại chỗ thiếu đầu tiên Đặc tả theo RFC 1122, RFC 2581

Truyền lại nhanh (Fast Retransmit)

❍ Sender gửi nhiều

segment liên tiếp

❍ Nếu segment bị mất sẽ

có nhiều ACK trùng

ACK trùng cho cùng data, xem như segmnet

kế tiếp đã bị mất:

❍ Truyền lại nhanh : truyền lại trước khi timer hết hạn

sự kiện: nhận ACK , với giá trị ACK cho y

if (y > SendBase) { SendBase = y

if (có các segment vẫn chưa được báo nhận) start timer

} else {

tăng số đếm ACK nhận cho y

if (nếu số đếm ACK nhận cho y = 3) { truyền lại segment với số tuần tự y }

Giải thuật truyền lại nhanh:

Chương 4-Giao thức TCP 3-20

NỘI DUNG

❍ Cấu trúc segment

❒ Điều khiển luồng (flow control)

Điều khiển luồng (Flow Control

thu:

hợp: tốc độ truyền và tốc độ lấy data

làm nhiệm vụ không để cho máy phát làm tràn bộ đệm thu vì truyền quá nhiều, quá

Data trong

bộ đệm

Vùng trống

Chương 4-Giao thức TCP 3-22

Hoạt động điều khiển luồng

(giả sử máy thu loại bỏ các

Data trong

bộ đệm

Vùng trống

NỘI DUNG

❍ Cấu trúc segment

❒ Quản lý liên kết

Chương 4-Giao thức TCP 3-24

Quản lý liên kết TCP (1/5)

Nhắc lại: máy phát và máy

thu tạo cầu nối trước

khi truyền data

❒ Khởi tạo các biến:

❍ Chỉ ra seq # ban đầu

Bước 3: client nhận SYNACK, phản hồi ACK segment, có thểchứa data

Quản lý liên kêt TCP (2/5): Bắt tay ba

bước

Step 2: server nhận FIN,

phản hồi ACK Tiến hành

đóng kết nối và gửi FIN

Quản lý liên kết (4/5)

Step 3: client nhận FIN,

phản hồi ACK

❍ Vào trạng thái “timed

wait” - gửi ACK cho

server (báo nhận FIN)

Step 4: server nhận ACK,

Chương 4-Giao thức TCP 3-28

Quản lý liên kết TCP (5/5)

Chu kỳ của TCP client

Chu kỳ của TCP server

NỘI DUNG

❍ Cấu trúc segment

Chương 4-Giao thức TCP 3-30

Kiểm soát nghẽn

Hiện tượng nghẽn:

và quá nhanh vào mạng, quá khả năng chịu đựng”

khiển luồng chỉ giải quyết phần ngọn!

❍ Mất gói (bộ đệm tại node bị tràn)

❍ Quá trễ (xếp hàng dài trong bộ đệm tại node)

Nguyên nhân và phí tổn: kịch bản 2

❒ Luôn luôn:

❒ Chỉ truyền lại khi mất:

❒ Truyền lại các gói trễ (không mất) làm cho tải đầu vào lớn hơn

so với truyền lại khi mất có cùng

t A

H o s

t B

λ

o u t

❒ Các router thông báo cho host

❍ Bit chỉ định nghẽn(SNA, DECbit, TCP/IP ECN, ATM)

❍ Tốc độ nào sender nên truyền vào lúc nào

NỘI DUNG

❍ Cấu trúc segment

hữu dụng cho đến khi xảy ra mất gói

(nhận được báo nhận) cho đến khi phát hiện mất data

Chi tiết kiểm soát nghẽn trong TCP

rate = CongWin

RTT Bytes/sec

TCP Slow Start (2/2)

chóng theo hàm mũ cho

đến khi phát hiện sự

kiện mất data đầu tiên:

❍ Gấp đôi CongWin sau

mỗi RTT

❍ Được thực hiện sau mỗi

lần nhận ACK

❒ Tóm lại: tốc độ ban đầu

chậm nhưng tăng nhanh

timeout tín hiệu của tình trạng nghẽn

Lý do

Hiệu chỉnh cửa sổ nghẽn và tốc độ tăng kích thước

tùy theo triệu chứng (sự kiện chỉ thị) nghẽn

Hiệu chỉnh (2/2)

Câu hỏi đặt ra: khi

nào nên chuyển từ

tăng theo hàm mũ

sang tăng theo

tuyến tính?

Khi CongWin đạt 1/2

giá trị của nó trước

khi có timeout xảy

Chương 4-Giao thức TCP 3-44

Tóm tắt giải thuật kiểm soát nghẽn của

TCP

slow-start , cửa sổ tăng nhanh theo hàm mũ.

congestion-avoidance , cửa sổ tăng tuyến tính.

sổ hiện hành và gán lại cửa sổ bằng ngưỡng (=1/2 cửa

sổ hiện hành.

lại CongWin = 1 MSS.

Chương 4-Giao thức TCP 3-46

HẾT CHƯƠNG 4