计算机网络 CH5
第五章 运输层
5.1 运输层概述
前面的网络层，实现的是不同IP设备之间的通信；但是实际中，更加本质的端到端的通信应当是进程之间的通信（比如说，微信和微信服务器之间的通信），这就是这个部分涉及的内容，如图所示：
本章主要讨论TCP和UDP两种协议，其中前者最重要
（IP提供的是无连接，不可靠的传输服务）
- 端口号：类似于IP和mac地址，但是用于进程之间的通信；（类似于process ID）
相当于，用于统一不同操作系统的processID，是一种进程标识符 
需要注意的是，端口号之最用于当前的主机；不同计算机之间即使端口号一样，代表的内容也意义不同 其他一些基本的内容，看ppt 服务器用的是数值比较小的端口，用户用的是数值大的端口
5.2 TCP和UDP协议的对比
也就是，在TCP眼里，看到的是一个一个的字节，传递是面向字节流的 
TCP需要确认错误的得到重传，不能乱序，等等 这部分内容总结如下：
5.3.1 TCP报文段的首部格式
首部最重要的三个概念：序号指的是数据段第一个字节的序号；确认号指的是这个序号之前的信息我已经正确收到（比如说，确认号1000指的是0-999字节的数据已经被正确接收到），ACK是0/1，用来表示是否确认号字段有效 
比如说这个题，就是将数据依次向后排列，然后得到序号
这个题仔细了解一下意义，了解一下双方互相需要、确认了什么数据
如果中间有一个断了，那么只能确认断掉的这个地方之前的
数据偏移段相当于指出了报文段首部的长度
TCP报文的检验，是对于首部和后面的数据都进行了检验事实上。 
紧急标志位&紧急指针：如果紧急标志位有效的话，表示有紧急数据，可以进行“插队”
5.3.2 TCP的运输连接管理
TCP连接分为以下的三个阶段；“三报文握手”总体的逻辑如下：
这里需要注意的是，这里面实际上不会传递有用的实际信息，但是对于序号值，由于占用了序号x，下一个序号应该是x+1；另一方面，在连接建立之后，下一个发送数据开始时的信号依然可以使用x+1（因为上面实际上没有占用）对于各个ack的值，都是之前的+1
关于释放，分为两个阶段：
一开始的时候，到达半关闭状态；（就是一个方向被关闭，另一个方向还可以接收信息）
5.3.3 TCP的流量控制
也就是说，在一定的时候，可能TCP发送报文，但是接收方在忙于别的事情，只能先将数据放入缓存；因此，需要依赖于接收方控制发送方
这里控制的方法是：维护一个接收方窗口大小，由接收方缓存剩余的空间决定；也就是说，发送方传过来的数据有的被接收方（的进程）应用接收；而有的被放入缓存区；之后，接收方需要告知发送方现在新的缓存区大小剩下多少；当缓存区剩余大小为0的时候，会发生死锁，具体原因如下：
想要破局，会通过一个零窗口探查：利用计时器和一个很小的探测数据（1byte）之后通过使得接收方被迫对其响应一个ack，来使得窗口相关信息被更新过来。 具体的流程如下（加上重传计时器）
理解一下这个习题;
相当于，发送窗口大小为4000字节；现在发送了2000字节的数据，接收方接受了一个，那么剩下的1000字节发送的数据会被缓存起来；并且告知了现在缓存区总大小为2000字节。因此，现在可以还可以发送的剩下2000-1000=1000字节
5.3.4 TCP的拥塞控制 & 5.3.5 TCP拥塞控制与网际层拥塞控制的关系
在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络性能就要变坏，这种情况就叫作拥塞（congestion）。
与流量控制相比，这里相当于是控制发送资源的大小，使得网络中能够承受现在的负荷；流量控制只与发送、接收方有关，而拥塞控制涉及到整个网络中的性能
发送方窗口大小的限制；因此，在不考虑流量控制，就看cwnd
以及一个慢开始门限 ssthresh（如下）；对于慢开始算法，每次接收到几个确认的内容，那么cwnd加多少（所以呈现出大小不断*2的指数级变化）；然而当cwnd超过ssthresh的时候，采用拥塞避免算法，每次无论如何，cwnd只会+1 在这个初始的版本中，在发生超时的时候，将cwnd降低为1，ssstresh设置为cwnd/2；但是，超时可能是因为数据发生误码而不是拥塞
为了对这个现象进行改善，有一个新的Reno版本： 快重传算法：
快重传可以避免后面由于超时导致的重传；并且，在快重传之后，可以进行快恢复，将慢开始门限ssthresh的值和拥塞窗口cwnd的值都调整为当前cwnd值的一半，并开始执行拥塞避免算法。整个的流程如下所示：
5.3.6 TCP可靠传输的实现
注意一下这里ack在选择重传和TCP协议中的不同意义！ 发送窗口内的数据也会分为如下的两种情况：
为了区分所有这些内容，我们使用三个指针：P1为窗口中的第一个已发送但没有确认的序号，P2为窗口内第一个没发送的序号，P3为第一个不允许发送的序号
5.3.7 TCP超时重传的选择
需要设置适当的超时重传时间；超时重传时间RTO应略大于往返时间RTT（这很合理）但是，不同信息的RTT可能不同，因此，能想到一种比较合理的方法是RTO略大于所有RTT的加权平均值；并且，这应当是一个迭代的过程 
计算出了加权平均RTT之后，用下面的公式进行计算RTO：
以及另一个测量RTT的Karn算法（了解？）如下：
5.3.8 TCP的选择确认
不明所以，后面再看