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)。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 IP 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)。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。三、总结（5分钟）教师：由于慢开始窗口增长很快，为避免很快又导致网络拥塞，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，将当时的拥塞窗口的一半（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，即使拥塞窗口 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；