Скользящие окна в протоколе tcp

 

Для регулирования потока данных между устройствами в протоколе TCP используется механизм управления потоком. Принимающий протокол TCP сообщает посылающему протоколу TCP размер окна. Этот размер задает количество байтов, начиная с номера подтверждения, которое принимающий TCP готов принять на текущий момент (рис. 10.6).

 

 

Рис. 10.6. метод обработки скользящим окном в TCP

 

В протоколе TCP используются ожидательные подтверждения, означающие, что номер подтверждения соответствует октету, ожидаемому следующим. Слово «скользящее» в термине скользящее окно отражает тот факт, что размер окна согласуется динамически во время TCP-сеанса. Использование скользящего окна приводит к более эффективному использованию хост-машиной полосы пропускания, поскольку больший размер окна позволяет передавать больший объем данных, откладывая момент получения подтверждения.

 

Порядковые номера и номера подтверждений в протоколе tcp

 

Протокол TCP обеспечивает организацию последовательности сегментов, которую предваряет подтверждение с номером, определяющим точку отсчета. Перед передачей каждая дейтаграмма нумеруется. На принимающей станции протокол TCP собирает сегменты в полное сообщение. Если какой-либо порядковый номер в последовательности теряется, то сегмент с этим номером передается повторно. Кроме того, если через заданный период времени сегмент не получает свое подтверждение, то он тоже передается повторно.

 

 

Рис. 10.7. Порядковые номера сегментов и номера подтверждений в протоколе TCP

 

Порядковые номера и номера подтверждений являются направленными. Это означает, что связь осуществляется в обоих направлениях. На рис. 10.7 показан обмен, происходящий в одном направлении. Номер в последовательности и номер подтверждения определяются отправителем, показанным слева. Кроме того, протокол TCP предоставляет возможность полной дуплексной связи. Как следствие, подтверждения гарантируют надежность.

 

Формат сегмента в протоколе udp

 

Протокол UDP не использует окна или подтверждения. Надежность могут обеспечить протоколы уровня приложений. Протокол UDP был спроектирован для приложений, которые не нуждаются в сборке последовательностей сегментов.

К протоколам, которые используют UDP, относятся TFTP, SNMP, сетевая файловая система (NFS) и система имен домена (DNS). Размер заголовка в протоколе UDP относительно небольшой.

 

Tcp/ip и межсетевой уровень

 

Межсетевой уровень в иерархической структуре протокола TCP/IP соответствует сетевому уровню модели OSI. Каждый из этих уровней несет ответственность за прохождение пакетов по взаимосвязанным сетям, используя при этом программную адресацию.

Как показано на рис. 10.1, на межсетевом уровне протокола TCP/IP (который соответствует сетевому уровню модели OSI) функционирует несколько протоколов:

        Протокол IP, который обеспечивает маршрутизацию дейтаграмм с минимальными затратами на доставку и без установления соединения. Его не интересует содержание дейтаграмм, вместо этого он занимается поиском способа перемещения дейтаграмм в пункт назначения.

        Межсетевой протокол управляющих сообщений (Internet Control Message Protocol, ICMP), который обеспечивает возможности по управлению и передаче сообщений.

        Протокол преобразования адреса (Address Resolution Protocol, ARP), определяющий канальный адрес по известному IP-адресу.

        Протокол обратного преобразования адреса (Reverse Address Resolution Protocol, RARP), определяющий сетевые адреса по известным канальным адресам.

 

IР-дейтаграмма

 

На рис. 10.8 изображен формат IP-дейтаграммы, которая содержит IP-заголовок и данные, окруженные с одной стороны заголовком уровня управления доступом к среде (MAC), а с другой – концевым завершителем МАС-уровня.

 

 

Рис. 10.8. Формат IP-дейтаграммы

 

Определения полей внутри этой IP-дейтаграммы выглядят следующим образом:

VERS – номер версии.

HLEN – длина заголовка в 32-разрядных словах.

Тип сервиса – как дейтаграмма должна обрабатываться.

Общая длина – общая длина (заголовок плюс данные).

Метка идентификации, флаги и смещение фрагмента – обеспечивают фрагментацию дейтаграмм с целью обеспечения возможности подстройки под различные размеры максимального блока передачи (MTU) в сети Internet.

TTL – поле времени жизни (Time To Live) пакета с обратным отсчетом. Каждая станция должна уменьшать значение этого поля на единицу или на то количество секунд, которое было ею потрачено на пакет. При достижении счетчиком нулевого значения время жизни пакета истекает, и он уничтожается. Этот параметр времени жизни не дает пакетам бесконечно путешествовать по сети Internet в поисках несуществующих пунктов назначения.

Протокол – протокол более высокого уровня (уровня 4), который посылает дейтаграмму. Поле протокола определяет протокол уровня 4, который переносится внутри IP-дейтаграммы. Хотя большинство IP-трафика пользуется протоколом TCP, протокол IP могут использовать и другие протоколы. Каждый IP-заголовок должен идентифицировать для дейтаграммы протокол уровня 4 в пункте назначения. Протоколы транспортного уровня представляются заданными номерами, подобно тому, как это используется в случае номеров портов. Номер протокола и указывается в поле IP-дейтаграммы Протокол.

Контрольная сумма заголовка – контроль целостности заголовка.

IP-адрес отправителя и IP-адрес получателя – 32-разрядные IP-адреса, идентифицирующие конечные устройства, участвующие в обмене.

IP-опции – защита, тестирование и отладка в сети и другие функции.