网络通信与OSI_8

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章,传输层,传输层,的,的一般,概,概念,TCP,UDP,8.1.1,传输层,概,概述,传输层,的,的位置,8.1.2,提供给,高,高层的,服,服务,最终目,标,标,:,利用网,络,络层提,供,供的服,务,务向其,用,用户（,一,一般是,应,应用层,的,的进程,）,），提,供,供有效,、,、可靠,且,且价格,合,合理的,服,服务。,主要任,务,务：在优,化,化网络,服,服务的,基,基础上,，,，从源,端,端机到,目,目的端,机,机提供,可,可靠的,、,、价格,合,合理的,数,数据传,输,输，使,高,高层服,务,务用户,在,在相互,通,通信时,不,不必关,心,心通信,子,子网实,现,现的细,节,节，即,与,与所使,用,用的网,络,络无关,。,。,传输层,Qos,连接建,立,立迟延,连接建,立,立失败,概,概率,吞吐量,传输迟,延,延,传输失,败,败概率,释放迟,延,延,释放失,败,败概率,连接优,先,先权,连接修,复,复能力,服务类,型,型,A,型网络,服,服务,具有可,接,接受的,差,差错率,和,和故障,告,告知率,；,；,B,型网络,服,服务,具有可,接,接受的,差,差错率,和,和不可,接,接受故,障,障告知,率,率；,C,型网络,服,服务,不具有,可,可接受,的,的差错,率,率和故,障,障告知,率,率；,传输协,议,议等级,0,类型（,TP0,）,）：,简单类,1类型,（,（,TP1,）,）：,基本差,错,错修复,类,类,2类型,（,（,TP2,）,）：,复用类,3类型,（,（,TP3,）,）：,差错修,复,复和复,用,用类,4类型,（,（,TP4,）,）：,差错检,测,测、修,复,复和复,用,用类,8.1.2,提供给,高,高层的,服,服务,多进程,通,通信情,况,况,8.1.2,提供给,高,高层的,服,服务,应用程,序,序进行,数,数据通,信,信的过,程,程,8.1.2,提供给,高,高层的,服,服务,在物理,层,层上可,以,以透明,地,地传输,数,数据的,比,比特流,；,；,在数据,链,链路层,上,上使得,各,各条链,路,路能传,送,送无差,错,错的数,据,据帧（,数,数据帧,按,按顺序,、,、无丢,失,失、不,重,重复）,；,；,在网络,层,层上提,供,供了路,由,由选择,和,和网络,互,互连的,功,功能，,使,使得主,机,机,A,发送的,数,数据段,能,能够按,照,照合理,的,的路由,到,到达主,机,机,B,。,服务的,质,质量是,否,否满足,?,再次优,化,化网络,服,服务,!,服务与,协,协议的,关,关系,!,传输层,独特问题,端到端差,错,错控制,解决网络,层,层以下不,能,能解决的,差,差错控制,；,；,端到端传,输,输连接管,理,理,“三次握,手,手方式”,与,与流水线,类,类似,传输层超,时,时和拥塞,控,控制,8.1.2,提供给高,层,层的服务,传输层与,其,其上下层,之,之间的关,系,系,传输层中,完,完成传输,功,功能的硬,件,件和软件,被,被称为传,输,输实体,TSAP,通过传输,实,实体，传,输,输层可以,向,向应用层,提,提供传输,服,服务,8.1.3 TCP/IP,协议中的,传,传输层,在,TCP/IP,协议中有,两,两个并列,的,的协议：,UDP,和,TCP,。,UDP,（,UserDatagram Protocol,，用户数,据,据报协议,）,）是面向,无,无连接的,，,，即在进,行,行数据传,输,输之前不,需,需要建立,连,连接，而,目,目的主机,收,收到数据,报,报后也不,需,需要发回,确,确认。这,种,种协议提,供,供了一种,高,高效的传,输,输服务。,TCP,（,TransmissionControlProtocol,，传输控,制,制协议）,是,是面向连,接,接的，即,在,在进行数,据,据传输之,前,前需要先,建,建立连接,，,，而且目,的,的主机收,到,到数据报,后,后要发回,确,确认信息,。,。这种协,议,议提供了,一,一种可靠,的,的传输服,务,务。与,UDP,相比提供,了,了较多的,功,功能，但,是,是相对的,报,报文格式,和,和运行机,制,制也较为,复,复杂。,8.1.4,端口,TCP/IP,传输层可,以,以通过协,议,议端口（,protocolport,，简称端,口,口）来标,识,识通信的,应,应用进程,。,。,传输层是,通,通过端口,与,与应用层,的,的应用程,序,序进行信,息,息交互的,。,。,端口实际,上,上是一个,16Bit,长的地址,，,，范围可,以,以从,0,至,65535,。,将,0,至,1023,端口号称,为,为熟知端,口,口（,Well-Known Port,），其余,1024,至,65535,端口号称,为,为一般端,口,口或（动,态,态）连接,端,端口（,Registered/Dynamic,。,8.1.4,端口,各端口的,意,意义,8.1.4,端口,协议,端口号,关键字,描述,UDP,42,NAMESERVER,主机名字服务器,UDP,53,DOMAIN,域名服务器,UDP,67,BOOTP Client,客户端启动协议服务,UDP,68,BOOTP Server,服务器端启动协议服务,UDP,69,TFTP,简单文件传输协议,UDP,111,RPC,微系统公司,RPC,TCP,20,FTP Data,文件传输服务器（数据连接）,TCP,21,FTP Control,文件传输服务器（控制连接）,TCP,23,Telnet,远程终端服务器,TCP,25,SMTP,简单邮件传输协议,TCP,80,HTTP,超文本传输协议,8.1.4,端口,通过,SMTP,进行通信,的,的主机,8.1.4,端口,插口包括,IP,地址（,32,位）和端,口,口号（,16,位），共,48,位,构成,插口或套,接,接字（,Scoket,）,端口的应,用,用,7.1,传输层提,供,供的服务,开放课题,-NAT,1,、了解,NAT,的工作原,理,理,2,、,NAT,的意义,3,、应用,8.2,传输控制,协,协议,TCP,TCP,是,TCP/IP,体系中的,传,传输层协,议,议，是面,向,向连接的,，,，因而可,以,以提供可,靠,靠的全双,工,工信息服,务,务。在数,据,据传输的,过,过程中，,应,应用层的,数,数据报传,送,送到传输,层,层后，加,上,上,TCP,首部，就,构,构成了,TCP,的数据传,送,送单位，,称,称为报文,段,段（,Segment,），在发,送,送的时候,作,作为,IP,数据报的,数,数据。加,上,上,IP,首部后成,为,为,IP,数据报；,在,在接收的,时,时候，网,络,络层将,IP,数据报的,IP,首部去掉,后,后上交给,传,传输层，,得,得到,TCP,报文段，,传,传输层再,将,将,TCP,首部去掉,，,，然后上,交,交给应用,层,层，得到,应,应用层所,需,需要的报,文,文段,8.2.1 TCP,报文的格,式,式,8.2.1 TCP,报文的格,式,式,1,源端口,号,号和目的,端,端口号,各占,16,位，,2,个字节，,分,分别标识,连,连接两端,的,的两个通,信,信的应用,进,进程,2,发送序,号,号,占,32,位，,4,个字节，,TCP,的序号编,号,号是对每,一,一个字节,进,进行编号,，,，因此在,这,这个字段,中,中给出的,数,数字是本,报,报文段所,发,发送的数,据,据部分的,第,第一个字,节,节的序号,3,接收序,号,号,又称作确,认,认序号，,占,占,32,位，,4,个字节，,确,确认序号,指,指的是期,望,望收到对,方,方下次发,送,送的数据,报,报的第一,个,个字节的,序,序号，也,就,就是期望,收,收到的下,一,一个报文,段,段的首部,中,中的发送,序,序号，同,时,时确认以,前,前收到的,报,报文。,8.2.1 TCP,报文的格,式,式,4,数据偏,移,移,占,4,位，此字,段,段指出在,TCP,数据报内,实,实际的数,据,据到,TCP,报文段的,起,起始位置,的,的距离，,实,实际上就,是,是整个,TCP,报文段首,部,部的长度,。,。数据偏,移,移字段存,储,储的数值,的,的单位是,32,位的字。,5,保留字,段,段与标志,位,位,占,6,位，设置,的,的值为,0,，供功能,扩,扩展使用,，,，新的,TCP,版本有些,位,位已被启,用,用。,标志位，,共,共有,6,个，每个,占,占,1,位,：,（,1,）紧急比,特,特位（,URG,）,，,（,2,）确认比,特,特（,ACK,）,，,（,3,）紧迫比,特,特（,PSH,）,，,（,4,）重建比,特,特（,RST,）,，,（,5,）同步比,特,特（,SYN,）,，,（,6,）终止比,特,特（,FIN,）,8.2.1 TCP,报文的格,式,式,6,窗口,占,2,字节，设,置,置的值为,发,发送方接,收,收窗口的,大,大小，单,位,位为字节,7,检验和,占,2,字节，用,来,来检验首,部,部和数据,部,部分以及,伪,伪首部之,和,和,8,紧急指,针,针,与紧急比,特,特配合使,用,用处理紧,急,急情况，,指,指出在本,报,报文段中,的,的紧急数,据,据的最后,一,一个字节,的,的序号,8.2.1 TCP,报文的格,式,式,9,选项和,填,填充,TCP,首部可以,有,有多达,40,字节的可,选,选信息。,此,此字段为,可,可变部分,，,，它们用,来,来将附加,信,信息传递,给,给目的站,，,，或用来,将,将其它选,项,项对齐。,TCP,定义了两,类,类选项：,一,一字节选,项,项和多字,节,节选项,8.2.2TCP,的编号与确,认,认,在,TCP,报文段首部,含,含有确认序,号,号字段，通,过,过它可以完,成,成,TCP,报文的确认,，,，具体的确,认,认是对接收,到,到的数据的,最,最高序号进,行,行确认，返,回,回的确认序,号,号是已经收,到,到的数据的,最,最高序号加,1,。由于,TCP,采用全双工,的,的通信方式,，,，因此进行,通,通信的每一,方,方都不必专,门,门发送确认,报,报文段，可,以,以在传送数,据,据的同时进,行,行确认，这,种,种方式称为,捎,捎带确认。,8.2.3TCP,的流量控制,机,机制,两用户进程,间,间的流量控,制,制和链路层,两,两相邻结点,间,间的流量控,制,制类似，都,要,要防止快速,的,的发送数据,时,时超过接收,者,者的能力，,采,采用的方法,都,都是基于滑,动,动窗口的原,理,理。但是链,路,路层常采用,固,固定窗口大,小,小，而传输,层,层则采用可,变,变窗口大小,和,和使用动态,缓,缓冲分配。,在,在,TCP,报文段首部,的,的窗口字段,写,写入的数值,就,就是当前设,定,定的接收窗,口,口的大小。,假,假设发送端,要,要发送的数,据,据为,8,个报文段，,每,每个报文段,的,的长度为,100,个字节，而,此,此时接收端,许,许诺的发送,窗,窗口为,400,个字节，具,体,体情况如下,图,图所示：,8.2.3TCP,的流量控制,机,机制,滑动窗口机,制,制,8.2.3TCP,的流量控制,机,机制,发送端,接,接,收,收端,8.2.3TCP,的流量控制,机,机制,实际上实现,流,流量控制并,非,非仅仅为了,使,使得接收方,来,来得及接收,而,而已，还要,有,有控制网络,拥,拥塞的作用,。,。比如接收,端,端正处于较,空,空闲的状态,，,，而整个网,络,络的负载却,很,很多，这时,如,如果发送方,仍,仍然按照接,收,收方的要求,发,发送数据就,会,会加重网络,负,负荷，由此,会,会引起报文,段,段的时延增,大,大，使得主,机,机不能及时,地,地收到确认,，,，因此会重,发,发更多的报,文,文段，更加,剧,剧了网络的,阻,阻塞，形成,恶,恶性循环。,为,为了避免发,生,生这种情况,，,，主机应该,及,及时地调整,发,发送速率