计算机网络教案16-TCP连接管理与拥塞控制机制.docx

课次
16课时安排2课时
教学课题
TCP连接管理与拥塞控制机制
教学目标与 要求
理解TCP为何需要建立连接、
掌握TCP建立连接和释放连接的过程； 掌握拥塞控制的基本概念和TCP的拥塞控制机制的基本原理
教学重点与 难点
三次握手、TCP的拥塞控制机制
教学方法与 手段
多媒体教学法、对比教学法、问题导向法、案例分析法。
能力要求及 思维培养
能力要求：认知和理解能力； 思维培养：逻辑思维。
教学内容与进程
一、引入（15分钟）
教师：
提问：让学生理解为何要建立连接，连接的建立过程中通信双方作了哪些准 备工作。
1.运输连接的三个阶段
运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。运输连接的
管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。
连接建立过程中要解决以下三个问题：
要使每一方能够确知对方的存在。
要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）。
能够对运输实体资源（如缓存大小，连接表中的项目等）进行分配。
客户服务器方式
TCP连接的建立都是采用客户服务器方式。
主动发起连接建立的应用进程叫做客户（client）。
被动等待连接建立的应用进程叫做服务器（server） o
学生：
思考：TCP建立连接的基本过程。
分析：为什么要进行三次握手
教师：
突出TCP连接的关闭是两个方向分别关闭的
二、展开1.2 TCP的运输连接管理（10分钟）教师：
提问：为何要超时等待？
学生：
回答：每台机器都要对每个TCP连接维护其状态。
TCP连接表对每个连接都登记了其连接信息。除本地和远地的TP地址和端 口号外，还要记录每一个连接所处的状态（主动回答且正确加2分）教师：
引出拥塞控制的概念
在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分， 网络的性能就要变坏产生拥塞（congestion） o
出现资源拥塞的条件：
对资源需求的总和 > 可用资源1.3网络拥塞的危害（15分钟）教师：
通过实例讲解网络拥塞所带来的危害，以及为什么会有这样的危害。
理想吞吐量为100M
不加任何控制只能达到60M
当分组丢失时，任何用于传输该分组的上游传输能力都被浪费！
学生：
思考：拥塞控制所起的作用。突出辩证思维1.4 几种拥塞控制方法（TCP的拥塞控制机制）（35分钟）教师：
（1）讲解TCP控制流量的基本方法。
（2）讲解慢开始。
学生：
理解虽然初始拥塞窗口很小，但随时间以指数方式增长。
教师：
（1）突出为何需要拥塞避免
（2）通过实例讲解拥塞控制的过程。
（3）通过实例引出快速重传学生：
理解对待拥塞现象为何要采取不同的控制行为。
拥塞窗口 cwnd
快恢复
8_
4-
慢开始
传输轮次
I 1
ssthresh的初始值16
新的 ssthresh 值 12-
收到3个重复的确认 执行快重传算法 接着块恢复
TCP Tahoe 版本 （已废弃不用）
TCP Reno 版本
0 2 468 10 12 14 16 18 20 22
慢开始一、！
I [ I I 1 Y I 1
拥塞避免
“乘法减小9加法增大
痈塞盆
20- “加法增大”
三、总结（5分钟）教师：
由于慢开始窗口增长很快，为避免很快乂导致网络拥塞，在接近上次发生拥 塞的地方就放慢窗口的增长速度，进入拥塞避免阶段
当发生拥塞时，将当时的拥塞窗曰的一半（但不能小于2）设置为从慢开始 到拥塞避免的门限：ssthresh
当cwnd < ssthresh时，使用慢开始算法。
当cwnd > ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法，即使 拥塞窗曰cwnd按线性规律缓慢增长，即每经过一个往返时间RTT就把发送方 的拥塞窗口 cwnd加1 ,而不是加倍。
当cwnd = ssthresh时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算法。
当网络出现拥塞时
无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞（其 根据就是没有按时收到确认），就要把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时 的发送方窗口值的一半（但不能小于2）。
然后把拥塞窗口 cwnd重新设置为1,执行慢开始算法。
这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的 路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。
课堂管理 与要求
课前锦城在线二维码签到；行上课礼仪；需带电脑上课；无故缺席 一次扣5分，迟到一次扣2分，缺席累计达到3次平时成绩清零； 课堂回答问题完成情况好的一次加2分；学生座位靠前安排，不得 玩手机，睡觉等。
学习评价 与反馈
锦城在线发布问卷调查表，了解学情；课堂提问检查；课后作业检 测。

作业布置
课后习题6・2
教学资源
教材：《计算机网络技术基础（第3版）周舸李昕昕编著人民邮电出版社： 课外参考资源：1.《计算机网络一自顶向下方法与Internet特色》
（第 4 版），（美）James F. Kurose Keith W. Ross 著/陈鸣译，
机械工业出版社。
2.《计算机网络》（第4版），（美）特南鲍姆著/潘爱民译，清 华大学出版社；