计网笔记:第四部分-网络层

xeonds

2023-05-24 16:33:07

Chap.19.逻辑寻址

逻辑层通信的实现基础。TCP/IP实现了这个全球寻址方案。IP地址分为IPV4和IPV6两种,后者是前者的升级版本,目前前者在主要使用。

IPV4地址有\(2^{32}\)个,因为它的长度是32位,也就是四个字节。下面主要讨论的是IPV4。

IPV4地址

分类寻址

这种方法将地址空间分为ABCDE这5类。ip地址开头4位就能确定地址的类。

前4位 第一个字节
0000 0-127
1000 128-191
1100 192-223
1110 224-239
1111 240-255

Chap.23.UDP、TCP和SCTP

这三个是传输层的协议。UDP较为简单,其次是复杂的TCP协议。最后的SCTP仅了解。

进程到进程的传递

传输层负责的是进程到进程的传递。

客户/服务器模式

在web2最常用的就是C/S模式。为了传输时的标识,需要确定本地/远程的主机和进程。

  1. 寻址:传输层需要端口号来标识进程ID,服务器和客户端都是如此。不过前者规定比较严格,后者可以随机选择一个。这一般是由IANA统一管理的。

  2. 套接字地址:将IP和端口号结合起来就得到了套接字地址(socket address)。传输层协议需要客户套接字地址和服务器套接字地址。这四条信息是IP头部和传输层协议头部的组成部分。IP头包含IP地址,UDP/TCP头包含端口号。

复用/分离

寻址机制可以通过传输层进行复用和分离。也就是,同时刻选择一个待发送的分组进行发送(复用),同时刻选择一个待接受的进程分发分组。

无连接/面向连接服务

前者对应UDP,分组从一方发送给另一方,不需要建立/释放连接,分组无编号。它们没有确认过程,可能被延迟、丢失、无序到达

\(64\times1024\times8(bit)\div(20\times10^3)s=26.21Mbit/s\)

30s内不能有重复序号,因此30s最多有\(2^8=256\)个段。因此结果是\(1024bits\times256segments\div30s=8738bit/s\)

Chap.24.拥塞控制

它和服务质量是正相关的。

拥塞控制

思想是,利用窗口控制拥塞。窗口有两个,接受/发送窗口

策略有如下几个:

  1. 慢启动:先以一个MSS(Maximum Segment Size)慢速启动,如果重传之前收到一个确认,则指数(1,2,4,8,…)增加发送速度,直到收到的确认消息数和发送速率不匹配为止.
  2. 加性增加:和上面类似,不过增长速率是线性增长(1,2,3,…)。同时,如果计时器超时(严重拥塞),则作出强烈反应:设置阈值为当前拥塞状态的一半、设置cwnd为1个段的大小、进入慢启动阶段。如果接受到三个连续的ACK,则说明轻度拥塞,一个段可能丢失,其他段可能到达。这时,称为快速重传/快速恢复:设置阈值为拥塞窗口的一半、设置阈值为cwnd一半、进入拥塞避免状态。

一般,拥塞控制综合这两种启动方式。开始时慢启动,之后达到一个阈值后开始加性增加,并按照丢包严重程度来重新确定阈值。阈值的确定是取下一次计算得的发送速率和接受到对面ACK时得到的对方缓存空间的最小值

4.SCTP-流控传输协议(Stream Control Transmission Protocol)

它允许每个端口有多个IP地址。协议构成方面,了解即可。