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1、实验实验6 6传输层协议分析传输层协议分析北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心总体说明总体说明uu4.14.14.14.1节实验使用节实验使用节实验使用节实验使用WindowsWindowsWindowsWindows系统，实验步骤按书本；系统，实验步骤按书本；系统，实验步骤按书本；系统，实验步骤按书本；uu4.24.24.24.2节实验同时使用节实验同时使用节实验同时使用节实验同时使用WindowsWindowsWindowsWindows系统和系统和系统和系统和LinuxLinuxLinuxLinux系统，系统，系统，系统
2、，实验步骤按补充教材；实验步骤按补充教材；实验步骤按补充教材；实验步骤按补充教材；uu4.34.34.34.3节实验使用节实验使用节实验使用节实验使用WindowsWindowsWindowsWindows系统，实验步骤按此补充系统，实验步骤按此补充系统，实验步骤按此补充系统，实验步骤按此补充教材。教材。教材。教材。uu两个人为一组（两个人为一组（两个人为一组（两个人为一组（PCAPCAPCAPCA和和和和PCBPCBPCBPCB为一组，为一组，为一组，为一组，PCCPCCPCCPCC和和和和PCDPCDPCDPCD为一为一为一为一组）；组）；组）；组）；uuTCPTCPTCPTCP实验中实验
3、中实验中实验中PCAPCAPCAPCA（PCCPCCPCCPCC）为发送端，）为发送端，）为发送端，）为发送端，PCBPCBPCBPCB（PCDPCDPCDPCD）为）为）为）为接收端。接收端。接收端。接收端。uuTCPTCPTCPTCP实验中使用实验中使用实验中使用实验中使用EtherealEtherealEtherealEthereal截报文时切记截报文时切记截报文时切记截报文时切记启用启用启用启用TCPTCPTCPTCP报报报报文过滤文过滤文过滤文过滤。北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计
4、算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心发送窗口
5、的说明发送窗口的说明uu发送窗口发送窗口发送窗口发送窗口minminminminsnd_cwndsnd_cwndsnd_cwndsnd_cwnd,rcv_wndrcv_wndrcv_wndrcv_wnd uu左边沿最近的一个左边沿最近的一个左边沿最近的一个左边沿最近的一个AckAckAckAck报文的报文的报文的报文的Ack_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_num注：若当前报文是一个注：若当前报文是一个注：若当前报文是一个注：若当前报文是一个AckAckAckAck报文，报文，报文，报文，则则则则snd_wnd_leftsnd_wnd_leftsnd_
6、wnd_leftsnd_wnd_leftAck_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_num 否则，否则，否则，否则，snd_wnd_leftsnd_wnd_leftsnd_wnd_leftsnd_wnd_left上一个上一个上一个上一个AckAckAckAck报文的报文的报文的报文的Ack_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numuu指针最近的一个发送数据报文的指针最近的一个发送数据报文的指针最近的一个发送数据报文的指针最近的一个发送数据报文的SEQ_num+Len(SEQ_num+Len(SEQ_num+Len(S
7、EQ_num+Len(也就是也就是也就是也就是etherealetherealetherealethereal显示的显示的显示的显示的Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)注：若当前报文是一个发送数据报文，注：若当前报文是一个发送数据报文，注：若当前报文是一个发送数据报文，注：若当前报文是一个发送数据报文，则则则则snd_wnd_pointersnd_wnd_pointersnd_wnd_pointersnd_wnd_pointer Next_SEQ_numNext_SEQ_numNext_SEQ_numNext_SEQ_num
8、 SEQ_num+LenSEQ_num+LenSEQ_num+LenSEQ_num+Len 否则，否则，否则，否则，snd_wnd_pointer snd_wnd_pointer snd_wnd_pointer snd_wnd_pointer 上一个发送报文的上一个发送报文的上一个发送报文的上一个发送报文的Next_SEQ_numNext_SEQ_numNext_SEQ_numNext_SEQ_numuu右边沿左边沿发送窗口大小右边沿左边沿发送窗口大小右边沿左边沿发送窗口大小右边沿左边沿发送窗口大小minsnd_wnd_left+cwnd,snd_wnd_left+rcv_wndminsnd_
9、wnd_left+cwnd,snd_wnd_left+rcv_wndminsnd_wnd_left+cwnd,snd_wnd_left+rcv_wndminsnd_wnd_left+cwnd,snd_wnd_left+rcv_wnd北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心接收窗口的几点说明接收窗口的几点说明uu为了实验的分析方便，我们不妨设接收窗口如上为了实验的分析方便，我们不妨设接收窗口如上为了实验的分析方便，我们不妨设接收窗口如上为了实验的分析方便，我们不妨设接收窗口如上图所示；图所示；图所示；图所示；uu通告的接收窗口大小通
10、告的接收窗口大小通告的接收窗口大小通告的接收窗口大小接收缓存的大小；接收缓存的大小；接收缓存的大小；接收缓存的大小；uu接收窗口被放入一个环形的接收缓存中，并在其接收窗口被放入一个环形的接收缓存中，并在其接收窗口被放入一个环形的接收缓存中，并在其接收窗口被放入一个环形的接收缓存中，并在其中滑动；中滑动；中滑动；中滑动；uu左边沿最近的一个左边沿最近的一个左边沿最近的一个左边沿最近的一个AckAckAckAck报文的报文的报文的报文的Ack_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numAck_SEQ_numuu指针最近的一个发送报文的指针最近的一个发送报文的指针最近的一个发送报文的
11、指针最近的一个发送报文的SEQ_num+Len(SEQ_num+Len(SEQ_num+Len(SEQ_num+Len(也就也就也就也就是是是是etherealetherealetherealethereal显示的显示的显示的显示的Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)Next_SEQ_num)uu右边沿左边沿接收窗口大小右边沿左边沿接收窗口大小右边沿左边沿接收窗口大小右边沿左边沿接收窗口大小uu如果进程读取了部分数据，右边沿即向前滑动了如果进程读取了部分数据，右边沿即向前滑动了如果进程读取了部分数据，右边沿即向前滑动了如果进程读取了部分数据，右边沿即向
12、前滑动了相应的距离，窗口变大。相应的距离，窗口变大。相应的距离，窗口变大。相应的距离，窗口变大。北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心滑动窗口发送窗口变化滑动窗口发送窗口变化北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心DATASYNACKSYN+ACKDATAACK北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心
13、北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心滑动窗口小结滑动窗口小结uu窗口的左边沿是由接收方发送窗口的左边沿是由接收方发送ACKACK报文驱动报文驱动变化的；接收方发送变化的；接收方发送ACKACK报文后其接收窗口报文后其接收窗口左边沿向右滑动，发送方在收到左边沿向右滑动，发送方在收到ACKACK报文后报文后其发送窗口左边沿也随之向右滑动。其发送窗口左边沿也随之向右滑动。uu窗口的指针是由发送方发送窗口的指针是由发送方发送DATA
14、DATA报文驱动报文驱动变化的；发送方发送变化的；发送方发送DATADATA报文后其发送窗报文后其发送窗口指针向右滑动，接收方在收到口指针向右滑动，接收方在收到DATADATA报文报文后其接收窗口指针也随之向右滑动。后其接收窗口指针也随之向右滑动。北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心滑动窗口小结滑动窗口小结uu接收窗口的右边沿与接收缓存、接收方确认数据接收窗口的右边沿与接收缓存、接收方确认数据接收窗口的右边沿与接收缓存、接收方确认数据接收窗口的右边沿与接收缓存、接收方确认数据都有关系；都有关系；都有关系；都有关系；vv在接收缓
15、存足够的情况下，接收方确认数据，其接收在接收缓存足够的情况下，接收方确认数据，其接收在接收缓存足够的情况下，接收方确认数据，其接收在接收缓存足够的情况下，接收方确认数据，其接收窗口左边沿向右滑动，接收窗口右边沿也向右滑动，窗口左边沿向右滑动，接收窗口右边沿也向右滑动，窗口左边沿向右滑动，接收窗口右边沿也向右滑动，窗口左边沿向右滑动，接收窗口右边沿也向右滑动，满足接收窗口的最大值满足接收窗口的最大值满足接收窗口的最大值满足接收窗口的最大值65535655356553565535；vv在接收缓存不够的情况下，无法满足接收窗口的最大在接收缓存不够的情况下，无法满足接收窗口的最大在接收缓存不够的情况下
16、，无法满足接收窗口的最大在接收缓存不够的情况下，无法满足接收窗口的最大值值值值65535655356553565535，则接收方确认数据，其接收窗口左边沿向，则接收方确认数据，其接收窗口左边沿向，则接收方确认数据，其接收窗口左边沿向，则接收方确认数据，其接收窗口左边沿向右滑动，而接收窗口右边沿停滞不动，对外表现为接右滑动，而接收窗口右边沿停滞不动，对外表现为接右滑动，而接收窗口右边沿停滞不动，对外表现为接右滑动，而接收窗口右边沿停滞不动，对外表现为接收方向发送方发送收方向发送方发送收方向发送方发送收方向发送方发送ACKACKACKACK报文时其通告的接收窗口越来报文时其通告的接收窗口越来报文时
17、其通告的接收窗口越来报文时其通告的接收窗口越来越小。越小。越小。越小。uu发送窗口的右边沿与发送方的拥塞窗口发送窗口的右边沿与发送方的拥塞窗口发送窗口的右边沿与发送方的拥塞窗口发送窗口的右边沿与发送方的拥塞窗口cwndcwndcwndcwnd、接、接、接、接收方通告的接收窗口收方通告的接收窗口收方通告的接收窗口收方通告的接收窗口rwndrwndrwndrwnd有关；在任何时候，其有关；在任何时候，其有关；在任何时候，其有关；在任何时候，其值值值值 =发送窗口左边沿发送窗口左边沿发送窗口左边沿发送窗口左边沿 +min cwnd,rwnd+min cwnd,rwnd+min cwnd,rwnd+m
18、in cwnd,rwnd。北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心附：报文数据附：报文数据北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心慢启动和拥塞避免算法慢启动和拥塞避免算法uu慢启动算法慢启动算法vv分析分析分析分析send3*send3*send3*send3*文件的数据传输开始阶段和超时文件的数据传输开始阶段和超时文件的数据传输开始阶段和超时文件的数据传输开始阶段和超时重传后的报文传输重传后的报文传输重传后的报文传输重传后的报文传输vv拥塞窗口变化与确认报文个数的关
19、系拥塞窗口变化与确认报文个数的关系拥塞窗口变化与确认报文个数的关系拥塞窗口变化与确认报文个数的关系vv发送端拥塞窗口的大小：决定此时刻能够发送发送端拥塞窗口的大小：决定此时刻能够发送发送端拥塞窗口的大小：决定此时刻能够发送发送端拥塞窗口的大小：决定此时刻能够发送的最多报文的最多报文的最多报文的最多报文uu拥塞避免算法拥塞避免算法vv分析分析分析分析send3*send3*send3*send3*文件的超时重传后的报文传输文件的超时重传后的报文传输文件的超时重传后的报文传输文件的超时重传后的报文传输vv如何判断拥塞避免开始？如何判断拥塞避免开始？如何判断拥塞避免开始？如何判断拥塞避免开始？vv拥
20、塞窗口的变化与慢启动阶段有何不同？拥塞窗口的变化与慢启动阶段有何不同？拥塞窗口的变化与慢启动阶段有何不同？拥塞窗口的变化与慢启动阶段有何不同？vv与与与与snd_ssthreshsnd_ssthreshsnd_ssthreshsnd_ssthresh的关系的关系的关系的关系北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心慢启动和拥塞避免慢启动和拥塞避免北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心拥塞控制算法拥塞控制算法uu拥塞表现为传输超时、报文丢失等多种情拥塞表现为传输超时、报
21、文丢失等多种情况况uu相应的拥塞控制算法也有所不同，这里主相应的拥塞控制算法也有所不同，这里主要关注传输超时情况的拥塞处理要关注传输超时情况的拥塞处理vv分析分析分析分析send3*send3*send3*send3*和和和和send4*send4*send4*send4*，注意传输超时后，注意传输超时后，注意传输超时后，注意传输超时后snd_ssthreshsnd_ssthreshsnd_ssthreshsnd_ssthresh和拥塞窗口的变化和拥塞窗口的变化和拥塞窗口的变化和拥塞窗口的变化vvssthresh=cwnd/2ssthresh=cwnd/2ssthresh=cwnd/2ssth
22、resh=cwnd/2（RFC2001RFC2001RFC2001RFC2001）LINUXLINUXLINUXLINUX使用使用使用使用vv教材上的公式来源于教材上的公式来源于教材上的公式来源于教材上的公式来源于RFC2581RFC2581RFC2581RFC2581vvcwnd=1cwnd=1cwnd=1cwnd=1北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心超时和重传超时和重传uu超时重传时间：超时重传时间：RTORTOuu平均往返时延：平均往返时延：RTTRTTuu修正的修正的KarnKarn算法算法uu超时重传的算法和时间规
23、律超时重传的算法和时间规律vv分析分析分析分析send3*send3*send3*send3*和和和和send4*send4*send4*send4*，主要注意分析超时，主要注意分析超时，主要注意分析超时，主要注意分析超时后重传的时间规律后重传的时间规律后重传的时间规律后重传的时间规律vv比较两种链路带宽下的不同比较两种链路带宽下的不同比较两种链路带宽下的不同比较两种链路带宽下的不同 北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心快重传和快恢复快重传和快恢复uu分析分析send5*send5*，uu注意注意3 3个相同的个相同的AckA
24、ck报文被收到后，重传报报文被收到后，重传报文的发出，体会快重传机制；文的发出，体会快重传机制；uu注意相同注意相同AckAck报文中的报文中的SACKSACK字段（选择性字段（选择性ACKACK），其与接收端第一个新确认报文的关），其与接收端第一个新确认报文的关系；系；uu体会快恢复机制，注意体会快恢复机制，注意snd_ssthreshsnd_ssthresh和拥和拥塞窗口的变化塞窗口的变化北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心糊涂窗口综合症糊涂窗口综合症uu含义含义vv接收方通告了一个小的窗口接收方通告了一个小的窗口接收方通
25、告了一个小的窗口接收方通告了一个小的窗口vv发送方发送少量的数据发送方发送少量的数据发送方发送少量的数据发送方发送少量的数据vv导致传输效率降低导致传输效率降低导致传输效率降低导致传输效率降低uu解决解决vv接收方不通告小窗口：推迟确认接收方不通告小窗口：推迟确认接收方不通告小窗口：推迟确认接收方不通告小窗口：推迟确认vv发送方：发送方：发送方：发送方：NagleNagleNagleNagle算法（尽量一次发送较大数据）算法（尽量一次发送较大数据）算法（尽量一次发送较大数据）算法（尽量一次发送较大数据）北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院
26、教学实验中心u注意体会上述方法的协同工作。注意体会上述方法的协同工作。北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心UDP设计性实验（选作）设计性实验（选作）uu本实验补充的内容就是基于本实验补充的内容就是基于C/C+C/C+语言或者语言或者JAVAJAVA语言使用套接字技术，编写基于语言使用套接字技术，编写基于UDPUDP协协议的可靠数据传输程序，并通过实验进行议的可靠数据传输程序，并通过实验进行验证。验证。uu基于基于UDPUDP协议的可靠数据传输程序的设计和协议的可靠数据传输程序的设计和实现可参考实现可参考TFTPTFTP协议协议11的设计和实现。的设计和实现。vv1 RFC 13501 RFC 13501 RFC 13501 RFC 1350，TFTP Version 2TFTP Version 2TFTP Version 2TFTP Version 2北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心北航计算机学院教学实验中心下周实验下周实验uu研究生研究生 网络管理网络管理uu本科生本科生 应用层应用层