tcp运行在哪些协议上.docx
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tcp运行在哪些协议上
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tcp运行在哪些协议上
篇一:
2_卫星信道tcp改进_网络协议工程作业
网络协议工程作业
蒋海军
第二章讨论题:
2-3.tcp协议在卫星链路中的改进
解答:
一、背景分析:
在传统网络的通信中,tcp传输控制协议自1981年提出后,得到了广泛的应用,并与ip协议一起,构成了因特网协议体系的核心。
tcp协议内部的拥塞控制算法在有线网络环境中能够有效提高网络传输效率,并防止网络崩溃。
但该算法的基本前提是假定链路相当可靠,报文的丢失或延迟是由于网络拥塞所致。
而在卫星网络环境中,报文的丢失或延迟,很大程度上是由于卫星网络链路本身的特点,例如高误码率、长传播时延、高带宽时延积等因素造成的。
这使得传统tcp协议在应用到卫星链路时的性能不够理想。
因此,若要使tcp在卫星网络环境中仍能保持较高的性能,就必须改进原有的传输控制协议,使其适应卫星信道这个特殊的链路环境。
二、传统tcp协议的特点
tcp协议拥塞控制的主要机制由慢启动和拥塞规避、快速重发和快速恢复策略组成
(一)慢启动和拥塞规避策略
根据tcp协议,发送端在建立连接后和错误恢复时使用慢启动来确定发送速率,并用“拥塞窗口”来控制速率。
在慢启动过程中,发送端每接收到一个应答就将拥塞窗口增加一倍,直到拥塞窗口达到慢启动门限为止。
不难看出慢启动时间随信道延时线性增加。
而慢启动时间越长,tcp的传输效率越低。
“慢启动”过程中另一个造成信道传输能力浪费的因素是延迟应答。
因为慢启动过程中发送端接收应答越快,拥塞窗口增加得也就越快,而延迟应答减少了应答的数量和速度。
在“慢启动”结束后“拥塞规避”策略开始工作。
在这个阶段,“拥塞规避”策略将以更加缓慢的速度增加“拥塞窗口”尺寸。
在这个期间,每接收到一个确认数据包,拥塞窗口增加的长度为当前“拥塞窗口”长度的倒数。
(二)快速重发和快速恢复策略
当tcp连接发生数据帧传输错误或者次序错误时,发送端将启动快速重发和快速恢复策略。
这些策略在纠正错误和恢复传输的同时不需要过度减小发送窗口。
接收端在接收到错误数据时向发送端重复应答。
如果发送端收到3个重复的应答,就启动快速重发策略重发丢失的数据。
在此之后,进入快速恢复阶段。
在这个阶段,接收端对接收到的每个重发数据帧重复应答。
发送端接收到重复应答后认为重发成功,开始发送新的数据,进入正常传输状态。
快速重发的设计思想是,如果收到重复应答,表示数据帧能够通过网络传输到
接收端,网络没有发生拥塞,因此不需要进入慢启动过程和减小信息传输速率。
三、传统tcp协议在卫星链路上运行时遇到的主要问题tcp在应用于卫星网络环境时,所面临的是与传统有线网络截然不同的网络环境。
其在卫星网络中所面临的挑战。
主要有以下几个方面:
(一)链路误码率高。
卫星链路比地面有线链路具有更高的误码率。
而且常会受到射线、雨衰等自然条件随机因素造成突发错误。
tcp最初是按照链路误码率相对较低这种假定来工作的,即认为由链路误码造成的分组丢失可以忽略不计,若有分组丢失则说明链路上发生了拥塞。
而在卫星网络环境下分组的丢失基本上都是由于链路误码引起的,tcp无法区分是拥塞丢包还是链路恶化丢包,会默认的认为是出现了拥塞故障,并自动采取拥塞控制机制,从而降低了tcp对网络可用带宽的利用率。
(二)往返时延(Rtt)大。
往返时延是指从发送一个tcp数据包到收到该数据包的ack确认包所经历的时间间隔。
主要由传播时延、传输时延和排队时延组成。
例如在geo系统中,往返时间为540ms,这样大的
延时使tcp的慢启动花费很长的时间。
拥塞控制等机制也要花费好几个往返时间,无法高效率的运作。
(三)高带宽时延积(bdp)。
卫星链路中的高时延现象也是造成网络带宽时延积(bdp,信道延时与带宽乘积)比较大的主要原因。
tcp传输的最大速率为:
最大速率=t。
为了有效地利用有限的卫星带宽资源,tcp数据发送窗口必须达到一个较大值。
但是,以大窗口发送数据不仅使tcp在拥塞阶段容易丢失更多的数据包,还使同一连接上丢失多个数据包的几率大大增加。
综上所述,由于卫星无线信道所具有的高误码率、大传播时延、高带宽时延积等特性,使得地面传统的tcp协议很难在卫星网络中体现出其优越性,因此本文基于这个问题,提出了使用带宽估计技术来改进卫星网络中的tcp协议,使得tcp协议能够更好的应用于卫星无线信道中。
四、tcp协议在卫星链路上的改进方案
tcp协议在卫星链路上的改进方案可以分为两类:
一类是保持tcp的基本算法,通过优化参数和加入一些可选的增强机制来改善tcp在无线网络和同步卫星中继网络中的性能;另一类是针对网络特点和所存在的问题,对tcp协议拥塞控制算法进行相应改进或设计新的算法。
(一)参数优化和增强机制选项,包括修改以下参数:
1.增大初始窗口。
如果使用较大的拥塞窗口初始值,就可以提高tcp连接建立初期时的吞吐量,缩短tcp加速所用的时间,有利于克服长时延、大带宽时延积对tcp拥塞控制
带来的不利影响。
2.窗口扩展。
tcp窗口大小最早为16bit,在大带宽时延积的同步卫星中继网络中,这个值不足以使tcp充分利用链路带宽。
RFc1323将窗口扩展为32bit,能够避免cwnd的大小成为制约吞吐量的瓶颈。
3.时间戳。
采用时间戳选项能够区分tcp包的发送时间,有利于在大带宽时延积的同步卫星中继网络中使用窗口扩展后tcp包序号的重用,避免发生混淆。
4.路径最大传输单元(mtu)发现。
RFc1191中的路径最大传输单元发现机制允许tcp探测以及使用路径中最大可用的数据包尺寸,而避免使用ip分段。
这样可以避免分段和重组的开销,而较大的数据包尺寸又有利于提高传输效率和加快tcp发送速率的增长。
5.t/tcp(tcpfortransaction)。
RFc1644提出减少tcp建立连接时的握手次数,以此缩短tcp连接建立所用的等待时间。
这种机制对于同步卫星中继网络长时延条件下,数据量较小的传输业务作用尤为明显。
6.选择确认(sack)。
选择确认是针对tcp协议中的累积确认机制而提出的。
它使得接收方能告诉发送方哪些报文段丢失,哪些报文段重传了,哪些报文段已经提前收到等信息。
根据这些信息tcp就可以只重传哪些真正丢失的报文段。
选择确认可以进行有选择地确认和重传,使发送端只重传那
篇二:
tcp-ip协议期末复习题
tcp/ip协议与联网技术复习题一、选择题
1.在tcp/ip协议簇中,tcp提供(c)
a.链路层服务b.网络层服务c.传输层服务d.应用层服务
2.对于有序接收的滑动窗口协议,若序号位数为3位,则发送窗口最大尺寸为(c)
a.5b.6c.7d.8
3.以下各项中,属于数据报操作特点的是(a)
a.每个分组自身携带有足够的信息,它的传送是被单独处理的
b.使所有分组按顺序到达目的端系统
c.在传送数据之前,需建立虚电路
d.网络节点不需要为每个分组做出路由选择
4.提供链路层间的协议转换,在局域网之间存储转发帧,这样的网络互连设备为(b)
a.转发器b.网桥c.路由器d.网关
5.常用ip地址有a、b、c三类,ip地址128.11.3.31属于(b)
a.a类b.b类c.c类d.非法ip地址
6.新的internetprotocol版本ipv6采用的地址空间为(c)
a.32位b.64位c.128位d.256位
7.如果某用户想在一台联网的计算机上登录到远程一台分时系统中(已有合法的用户名和密
码),然后像使用自己的计算机一样使用该远程系统,他应使用的命令是(b)
a.Ftpb.telnetc.logind.Vtp
8.可以动态为主机配置ip地址的协议是(d)。
a.aRqb.natc.aRpd.dhcp
9.socket中包含(d)。
a.主机名b.ip地址及mac地址
c.mac地址及端口号d.ip地址及端口号
10.邮件服务器之间使用的通信协议是(c)。
a.httpb.pop3c.smtpd.imap
11.ieee802.3标准采用的是(b)协议。
a.csmab.csma/cdc.token-Ringd.token-bus
12.计算机网络中各节点间采用(c)方式。
a.连续传输b.总线传输c.串行传输d.并行传输
13.tcp协议提供的是(c)服务。
a.无连接的数据报b.无确认的数据报c.有确认的数据报d.虚电路
14.信息的完整性是指(b)。
a.用于保护信息免受被动攻击。
b.用于保护信息免受非法篡改。
c.用于提供身份认证。
d.用于对用户进行访问信息的控制。
15.以下有关网络层的表述,哪一个是不正确的?
(c)
a.网络层是通信子网的最高层。
b.网络层负责把报文分组从源节点传送到目标节点。
c.网络层保证分组能按序地、无差错地从源节点传输到目标节点。
d.网络层协议实现中继节点路由选择和子网内的信息流量控制。
16.以下哪个地址段不属于私有网络地址段(d)?
a.10.0.0.0-10.255.255.255b.172.16.0.0-172.31.255.255
c.192.168.0.0-192.168.255.255
17.Rip路由协议每隔(b)秒进行一次路由更新。
a.40c.20d.50
18.telnet协议的熟知端口号是(d)。
a.20b.21c.25
19.在tcp/ip协议簇中,tcp提供(c)
a.链路层服务b.网络层服务c.传输层服务d.应用层服务
20.对于有序接收的滑动窗口协议,若序号位数为3位,则发送窗口最大尺寸为(c)
a.5b.6d.8
21.以下各项中,属于数据报操作特点的是(a)
b.使所有分组按顺序到达目的端系统
c.在传送数据之前,需建立虚电路
d.网络节点不需要为每个分组做出路由选择
22.提供链路层间的协议转换,在局域网之间存储转发帧,这样的网络互连设备为(b)
a.转发器c.路由器d.网关
23.常用ip地址有a、b、c三类,ip地址128.11.3.31属于(b)
a.a类c.c类d.非法ip地址
24.邮件服务器之间使用的通信协议是(c)。
a.httpb.pop3d.imap
25.以下哪个是合法的uRl(a)?
b.http:
//202.65.255.255/index.asp
c.telnet:
//:
80/
d.smtp:
//:
23/index.html
二;填空
1.计算机网络的基本功能是数据传输和数据共享。
2.mac称为_媒体访问控制_.其是用来解决广播网中_接收地址_的问题。
3.188.80.164.82/28的网络地址是188.80.164.80。
4.目前因特网中子网掩码同ip地址一样是一个32比特的二进制数,只是其主机标识部分全为“0”。
判断两个ip地址是不是在同一个子网中,只要判断这两个ip地址与子网掩码做逻辑与运算的结果是否相同,相同则说明在同一个子网中。
5.按交换方式来分类,计算机网络可分为报文交换网、分组交换网和_虚电路交换_。
6.面向连接的传输一般分为3个阶段,分别为连接建立、数据传输和连接拆除。
7.服务在形式上通过一组__协议__来描述。
名词解释
1.地址解析
逻辑地址向物理地址的转换或映射,称为地址解析。
2.拥塞控制
在计算机网络中将点到点的流量控制,称为拥塞控制。
3.网络协议
网络协议是计算机网络在通信时所使用的一组通信规则。
简答
1.简述tcp的三次握手机制。
tcp在建立连接阶段,首先客户端向服务器发哦那个同步位syn和序列号,然后服务器向客户端发送确认信息ack,syn和自己的序列号,客户端接收到后,发送确认信息ack。
2.简述邮件转发的一般过程。
邮件先从用户代理使用smtp协议发送到发送方邮件服务器,然后再通过smtp协议发送到接收方邮件服务器,接收邮件代理通过pop3或imap协议接收邮件。
计算
某单位申请到一个b类ip地址,其网络标识(net—id)为130.53,现进行子网划分,若选用的子网掩码为255.255.224.0,则可划分为多少个子网?
每个子网中的主机数最多为多少台?
请列出全部子网地址。
8个子网,每个子网可表示213-2台主机;
130.53.0.0,130.53.1.0,130.53.2.0,130.53.3.0
130.53.4.0,130.53.5.0,130.53.6.0,130.53.7.0
二、
三、填空题
1.计算机网络的基本功能是
2.mac称为____.其是用来解决广播网中____的问题。
3.188.80.164.82/28的网络地址是。
4.目前因特网中子网掩码同ip地址一样是一个比特的二进制数,只是其主机标识部分全为“0”。
判断两个ip地址是不是在同一个子网中,只要判断这两个ip地址与子网掩码做逻辑与运算的结果是否相同,相同则说明在同一个子网中。
5.按交换方式来分类,计算机网络可分为报文交换网、分组交换网和____。
6.面向连接的传输一般分为3个阶段,分别为
7.ip协议的工作对象是。
8.将一个无符号的短整型数转化为“big-endian”的网络字节序的函数是
9.winsock支持两种i/o模式,分别是。
10.服务在形式上通过一组____来描述。
三、简答题
1.简述邮件转发的一般过程。
邮件先从用户代理使用smtp协议发送到发送方邮件服务器,然后再通过smtp协议发送到接收方邮件服务器,接收邮件代理通过pop3或imap协议接收邮件。
2.简述tcp/ip协议的体系结构
(1)网络接口层
(2)网络层
(3)传输层
(4)应用层
(考生应说出每一层的主要功能及包含哪些常用协议)
3.tcp协议的可靠服务是如何实现的?
tcp协议是建立在ip协议上的,所以从根本上来说,tcp协议仍然是属于不可靠传输的,但tcp协议采用了确认和重传两种机制,使可靠服务得到了实现。
(考生须重点回答确认和重传机制,并做详细说明)
4.简述Rip协议的工作过程。
(1)Rip协议的初始化
(2)运行Rip协议的路由器收到请求
(3)对请求作出回应
(4)定期更新
(5)触发更新
(考生需对每个过程进行描述)
5.试比较ipv4与ipv6的特点。
ipv4属于第四版的ip地址协议,共有32位,可表示大约40亿个主机,是当前因特网主要使用的协议。
ipv6是下一代因特网协议,具有128位的地址空间,与ipv4相比,具有以下特点:
(1)灵活的ip报文头部格式。
使用一系列固定格式的扩展头部取代了ipV4中可变长度的选项字段。
ipV6中选项部分的出现方式也有所变化,使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度。
(2)ipV6简化了报文头部格式,字段只有7个,加快报文转发,提高了吞吐量;
(3)提高安全性。
身份认证和隐私权是ipV6的关键特性。
(4)支持更多的服务类型;
(5)允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展。
6.简述winsock的5种i/o模型。
(1)select模型
(2)wsaasyncselect模型(或窗口消息机制)
(3)wsaeventselect模型(或事件模型)
(4)重叠i/o模型
(5)i/o完成端口
(考生须对每种模型进行描述)
四、编程计算题
1.试描述编写服务器端面向连接程序的算法。
(1)建立套接口
(2)填充地址结构
(3)将套接口和地址结构进行绑定
(4)进行监听
(5)如果有连接请求则接受或拒绝
(6)传送数据
(7)关闭连接
(8)关闭套接口
(考生可使用函数来进行说明)
2
820,试写出该数据报通过这两个路由器时的分片情况。
1.第一次分片:
篇三:
tcp——传输控制协议
tcp
百科名片
tcp:
transmissioncontrolprotocoltcp是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(transportlayer)通信协议,由ietF的RFc793说明(specified)。
在简化的中,它完成第四层传输层所指定的功能,udp是同一层内另一个重要的传输协议。
目录:
什么是tcp/ip?
什么是tcp/ip?
tcp作用
tcp建立连接时的三次握手
在因特网协议族(internetprotocolsuite)中,tcp层是位于ip层之上,应用层之下的中间层。
不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是ip层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。
应用层向tcp层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流,然后tcp把数据流分割成适当长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元(mtu)的限制)。
之后tcp把结果包传给ip层,由它来通过网络将包传送给接收端实体的tcp层。
tcp为了保证不发生丢包,就给每个字节一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。
然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ack);如果发送端实体在合理的往返时延(Rtt)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。
tcp用一个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。
首先,tcp建立连接之后,通信双方都同时可以进行数据的传输,其次,他是全双工的;在保证可靠性上,采用超时重传和捎带确认机制。
在流量控制上,采用滑动窗口协议,协议中规定,对于窗口内未经确认的分组需要重传。
在拥塞控制上,采用慢启动算法。
什么是tcp/ip?
tcp/ip(transmissioncontrolprotocol/internetprotocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(wan)设计的。
它是由aRpanet网的研究机构发展起来的。
有时我们将tcp/ip描述为互联网协议集\"internetprotocolsuite\",tcp和ip是其中的两个协议(后面将会介绍)。
由于tcp和ip是大家熟悉的协议,以至于用tcp/ip或ip/tcp这个词代替了整个协议集。
这尽管有点奇怪,但没有必要去争论这个习惯。
例如,有时我们讨论nFs是基于tcp/ip时,尽管它根本没用到tcp(只用到ip,和另一种交互式协议udp而不是tcp)。
tcp/ip的标准在一系列称为RFc的文档中公布。
文档由技术专家、特别工作组、或RFc编辑修订。
公布一个文档时,该文档被赋予一个RFc编号,如RFc959(Ftp的说明文档)、RFc793(tcp的说明文档)、RFc791(ip的说明文档)等。
最初
的RFc一直保留而从来不会被更新,如果修改了该文档,则该文档又以一个新号码公布。
因此,重要的是要确认你拥有了关于某个专题的最新RFc文档。
通常在RFc的开头部分,有相关RFc的更新(update)、修改(errata)、作废(obsolete)信息,提示读者信息的时效性。
详情请阅读网站RFc-editor[1]。
tcp所支持的服务类型
不管怎样,tcp/ip是一个协议集。
为应用提供一些\"低级\"功能,这些包括ip、tcp、。
其它是执行特定任务的应用协议,如计算机间传送文件、发送电子邮件、或找出谁注册到另外一台计算机。
因此,最重要的\"商业\"tcp/ip服务有:
Ftp文件传送(Filetransfer)
文件传送协议Ftp(Filetransferprotocol)允许用户从一台计算机到另一台取得文件,或发送文件到另外一台计算机。
从安全性方面考虑,需要用户指定一个使用其它计算机的用户名和口令。
它不同于nFs(networkFilesystem)和netbios协议。
一旦你要访问另一台系统中的文件,任何时刻都要运行Ftp。
而且你只能拷贝文件到自己的机器中去来使用它。
RFc959中有关于Ftp的详尽说明。
Rlogin远程登录(Remotelogin)
网络终端协议telnet允许用户登录到网络上任一计算机上。
你可启动一个远程进程连接到指定的计算机,直到进程结束,期间你所键入的内容被送到所指定的计算机。
值得注意的是,这时你实际上是与你的计算机进行对话。
telenet程序使得你的计算机在整个过程中不见了,所敲的每一个字符直接送到所登录的计算机系统。
一般的说,这种远程连接是通过类式拨号连接的,也就是,拨通后,远程系统提示你输入注册名和口令,退出远程系统,telnet程序也就退出,你又与自己的计算机对话了。
微电脑中的telnet工具一般含有一个终端仿真程序。
smtppop3电子邮件(mail)
允许你发送消息给其它计算机的用户。
通常,人们趋向于使用指定的一台或两台计算机。
计算机邮件系统只需你简单地往另一用户的邮件文件中添加信息,但随之产生问题,使用的微电脑的环境不同,还有重要的是宏(macRo)不适合于接受计算机邮件。
为了发送电子邮件,邮件软件希望连接到目的计算机,如果是微电脑,也许它已关机,或者正在运行另一个应用程序呢出于这种原因,通常由一个较大的系统来处理这些邮件,也就是一个一直运行着的邮件服务器。
邮件软件成为用户从邮件服务器取回邮件的一个界面。
任何一个的tcp/ip工具提供上述这些服务。
这些传统的应用功能在基于tcp/ip的网络中一直扮演非常重要的角色。
目前情况有点变化,这些功能使用也发生变化,
如老系统的改造,计算机的发展等,出现了各种安装版本,如:
微电脑、工作站、小型机、和巨型机等。
这些计算机好像在一起完成指定的任务,尽管有时看来像是只用到某个指定的计算机,但它是通过网络得到其它计算机系统的服务。
服务器server是为网络上其它提供指定服务的系统,客户client是得到这种服务的另外计算机系统。
(值得注意的是,服务/客户机不一定是不同的计算机,有可能是同一计算机中的不同运行程序)。
以下是几种目前计算机上典型的一些服务,这些服务可在tcp/ip网络上调用。
nFs网络文件系统(networkFilesystem)
这种访问另一计算机的文件的方法非常接近于流行的Ftp。
网络文件系统提供磁盘或设备服务,而无需特定的网络实用程序来访问另一系统的文件。
可以简单地认为它是一个外加的磁盘驱动器。
这种额外\"虚拟\"磁盘驱动器就是其它计算机系统的磁盘。
这非常有用。
你只需加大几台计算机的磁盘容量,就可使网络上其他用户访问它,且不说所带来的经济效益,它还能够让几台工作的计算机共享相同的文件。
它也使得系统维护和备份易如反掌,因为再不必为大量的不同机器上的文件的升级和备份而担心。
远程打印(Remoteprinting)
允许你使用其它计算机上的打印机,好像这些打印机直接连到你的计算机上
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