TCP/IP协议问题透析ExhaustiveAnalysisofTCP/IPProtocoFsDeficiency杨裟，王钢YangYI，WangGang（中科院计算所网络研发中心，北京市中关村科学院南路6号，100080）摘要：本文从目前的需要出发，针对TCP/IP在无线和安全领域的应用展开论述，详细分析TTCP/IP在几个关键的地方存在的问题，并分别就慢速启动算法，初始窗□大小，初始窗口增加策略，RTO估计器，延迟响应，内核实现的不足和安全漏洞进行了研究，给出了一些建设性的解决办法，为今后的进一步研究奠定了一个基础关键词：TCP；IP；慢速启动；RTO；延迟响应中图分类号：TP393.4AbstractAccordingtocurrentneedsandrequirements,thisthesisaddressesTCP/IPMapplicationtowirelessandsecureareatodiscuss,itanalyzesseveralproblemsaboutafewofcriticalpartswithinTCP/IPindetails,simultaneouslydelvesintoslowstartalgorithm,initialwindowsize,increasingpolicyofinitialwindow,RTOestimator,delayacknowledgement,deficiencyofkernelimplementationandsecurityleakageandgivessomeconstructivesolutionsinordertofurtherresearchtopaveabasis・1.引言随着计算机和通信技术的发展，人们能够越來越方便的实现信息的共享，TCP/IP协议使得世界上不同体系结构的计算机网络互连在一起形成一•个全球性的广域网络Internet,这为各种信息的共享提供了便捷的途径，在Internet中的每一•台计算机可以访问Internet上的其他任意一台计算机，好象它们在一个局域网内用双绞线或同轴电缆直接连接起来一样（不同之处是速度比局域网的慢）现在TCP/IP协议L2经非常流行并L1经成为网络通信协议的事实上的标准。之所以会这样，关键在于TCP/IP能够适应不同的网络体系结构和不同的传输链路，并口为客户端•服务器模式提供了很好的支持，这Lt经成为网络应用程序的标准模式。这给人的感觉好象TCP/IP是完美无缺的，但事实止好相反，TCP/IP在性能和安全方面都有很人的缺点，尤其当它应用于无线通信和要求安全性很高的领域吋，这些缺点就显得非常明近來TCP/IP在无线通信中的应用日益增加，而且将來会有非常多的移动主机连接到Internet中，包括卫星链路在内的无线链路会越來越多。这使得我们需要深入研究TCP/IP在无线通信中存在的问题，另外在涉及到高度机密的领域，安全是特别重耍的，因ifUTCP/IP的安全问题也要严肃审视。止是基于以上需求，本文对最流行的TCP/IP(着重于TCP和IP)实现做了认真的分析，指出了存在的问题，并对好些问题给出了解决对策。本文的结构是这样安排的，第一部分是引言，第二部分对TCP性能方面的问题作了论述，分别就慢速启动算法，初始窗口大小，初始窗口增加策略，RTO估计器，延迟响应和内部实现进行了研究，并给出了解决措施。第三部分着眼于安全问题，指出一些安全漏洞，并为其中一些给出补救措施。最后一部分是结束语，提出将来的研究方向。2.TCP存在的性能问题2.1TCP/IP应用于无线链路时的缺陷无线链路的特点是易受干扰、多径衰减的影响。信道通信行为会随时间和地理位置血变化，链路层差错控制对包一级的QoS(QualityofService)的影响也是随时间变化的。因1何为固定网络开发的TCP无法很好的应用于移动通信和卫星等无线链路中。它的缺点就是缺乏网络自适应性。在有线网络中，流最控制和资源分配策略都假定：底层的物理媒质是高度可靠的，但这对无线网不成立。所以在无线网中，这种策略不是有效的°在尢线网上进行TCP传输，TCP认为包的丢失是山拥塞引起的，而实际上这样的包丢失可能是山于信道错误引起的包丢弃或网络延时而引发的，这导致TCP超时并启动拥塞控制算法，这显然不必要的减少了无线信道的吞吐率。在无线信道上的传输性能可以通过使用链路层差错控制的新方法ARQ(AutomaticRepeatRequest)和前向错误纠止FEC(ForwardErrorCorrection)來改善。ARQ用于传输要求高可靠性的数据，FEC用于传输时延敏感的数据流。变种的ARQ/FEC方案更适合于宽带无线网的传输，特别是在传输的数据流表现出不同的特色和QoS要求时。在无线通信中还有一个问题就是当主机不断移动时，它可能离开英IP地址标识的那个区域，从血无法连接到网络中。解决...