【正文】 第六章 傳輸層 ? 網(wǎng)絡(luò)層將分組從源端沿著網(wǎng)絡(luò)路徑送達(dá)目的端。然而未必能保證主機間的可靠通信。 ? 如果分組丟失或出錯怎么辦？ ?網(wǎng)絡(luò)層可能是不可靠的 ? IP報文只校驗首部 ? 如果中間網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題怎么辦？ ?用戶對路由器沒有控制權(quán) ? 不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)原語不同 ? 應(yīng)該將收到的數(shù)據(jù)交給哪個高層應(yīng)用？ ? 需要在網(wǎng)絡(luò)層之上引入新的層次以彌補網(wǎng)絡(luò)層的不足，使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸服務(wù)更加可靠（對應(yīng)用層而言） 應(yīng)用層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 應(yīng)用層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 傳輸服務(wù)提供者 傳輸服務(wù)使用者 點到點協(xié)議 端到端協(xié)議 具備端到端和點到點協(xié)議的特點 傳輸層存在的意義 ? 在不可靠的網(wǎng)絡(luò)層上可以提供從源端主機到目的端主機的可靠傳輸服務(wù)。 ?改善網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)（分組丟失、損壞和亂序），提供可靠傳輸服務(wù)。 ?中間網(wǎng)絡(luò)出錯時，可以重新和對端進(jìn)行協(xié)商，使得通信得以繼續(xù) ? 向應(yīng)用層屏蔽通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、采用的協(xié)議等） ?將不同網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)原語隱藏起來，對上提供統(tǒng)一的服務(wù)原語，應(yīng)用層可以使用統(tǒng)一的傳輸層原語。 ? 傳輸層位于用戶主機上，便于實施端到端的控制。 傳輸服務(wù) ? 傳輸層對上提供的服務(wù) ? 傳輸服務(wù)原語 向上層提供的服務(wù) ? 傳輸層向上層提供高效、可靠和性價比合理的服務(wù)，可以是有連接服務(wù)，也可以是無連接服務(wù)。 傳輸服務(wù)原語 應(yīng)用層 傳輸層 傳輸層 應(yīng)用層 Connect Request ACK Data Request Data（ TPDU） DisConnect Request DisConnect ACK 傳輸層原語 傳輸層原語 TPDU，傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 Transport Protocol Data Unit 傳輸服務(wù)原語舉例 原語 發(fā)送的分組 含義 LISTEN 無 阻塞，直到有某個進(jìn)程試圖與它建立連接 CONNECT CONNECTION REQ 主動嘗試建立一個連接 SEND DATA 發(fā)送信息 RECEIVE 無 阻塞，直到一個 DATA分組到達(dá) DISCONNECT DISCONNECTION REQ 釋放一個已經(jīng)建立的連接 Berkeley Socket 原語 含義 SOCKET 創(chuàng)建一個新的通信端點 BIND 將一個本地地址關(guān)聯(lián)到一個套接字上 LISTEN 宣布愿意接受連接，給出隊列大小 ACCEPT 阻塞調(diào)用方，知道有人企圖連接 CONNECT 主動嘗試建立一個連接 SEND 在指定連接上發(fā)送數(shù)據(jù) RECV 在指定連接上接收數(shù)據(jù) CLOSE 釋放指定連接 ? 創(chuàng)建 socket int socket(int domain, int type, int protocol) ? domain = PF_INET, PF_UNIX ? type = SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, SOCK_RAW ? 被動打開（服務(wù)器端） int bind(int socket, struct sockaddr *addr, int addr_len) int listen(int socket, int backlog) int accept(int socket, struct sockaddr *addr, int addr_len) ? 主動打開（客戶端） int connect(int socket, struct sockaddr *addr, int addr_len) ? 收發(fā)數(shù)據(jù) int send(int socket, char *msg, int mlen, int flags) int recv(int socket, char *buf, int blen, int flags) 簡單的 Inter文件服務(wù)器 Servers=socketbind(s)listen(s)new_s=accept(s)send(new_s)recv(new_s)close(new_s)Clients=socketconnect(s)recv(s)send(s)close(s) 傳輸協(xié)議要素 ? 傳輸層需要解決的問題 ?差錯控制 ?順序管理 ?流量控制 ?編址問題 ?擁塞控制 ?連接管理 ? 與鏈路層需要解決的問題看起來類似，但是物理信道變?yōu)樽泳W(wǎng)，引發(fā)了新的問題。 ? 由于傳輸層不可預(yù)料的延時，從而比鏈路層復(fù)雜的多。 ?傳輸層需處理尋址問題 ?數(shù)據(jù)鏈路層延時基本可預(yù)測；但子網(wǎng)有存儲能力，網(wǎng)絡(luò)中可能經(jīng)歷更大的延時和抖動，傳輸層在連接建立，釋放，數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫婷媾R新的困難。 ?由于管理大量的連接，故需要新的緩沖和流控機制。 編址（標(biāo)識端點） ? 傳輸層提供 應(yīng)用進(jìn)程 間的 邏輯 通信， 需要實現(xiàn)應(yīng)用進(jìn)程的全網(wǎng)唯一標(biāo)識。 ? SAP： Service Access Point ? 傳輸服務(wù)訪問點（ Transport SAP ） ?建立連接時，一個用戶進(jìn)程必須指定連接到對方的哪個進(jìn)程上 ? Inter中， TSAP又稱為端口（ port） ? 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點（ Network SAP） ? Inter中， IP地址就是 NASP 應(yīng) 用 進(jìn) 程T S A P 1 2 0 8服 務(wù) 器 1服 務(wù) 器 2T S A P 1 5 2 2 T S A P 1 8 3 6N S A PN S A P應(yīng) 用 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層如何知道目的端的 TSAP？ ? 固定端口號 ?不同的服務(wù)器程序運行在固定的不同 TSAP上，如 WEB， FTP等。 ?一個專門的進(jìn)程服務(wù)器運行在一組固定的TSAP上 ? 利用名字服務(wù)器獲取 ?維護(hù)名字與端口的對應(yīng)關(guān)系 ?名字服務(wù)器總是運行在固定端口上 建立連接 ? 網(wǎng)絡(luò)的傳輸時延難以預(yù)期，而且抖動劇烈，從而導(dǎo)致了延遲的重復(fù)分組。 ?這一問題在數(shù)據(jù)鏈路層不會出現(xiàn) ? 建立連接時需要考慮的問題： ?老的控制 TPDU延遲到達(dá) ?錯誤的連接 ?老的數(shù)據(jù) TPDU延遲到達(dá) ?錯誤的數(shù)據(jù) ?解決的關(guān)鍵是丟棄過時的包。 網(wǎng)絡(luò)中的延遲重復(fù)控制分組 主 機 1主 機 2C R ( 重 傳 的 )A C KA C K斷 開 連 接D A T AC R建 立 了 錯誤 的 連 接應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中的延遲重復(fù)控制分組 ? 為目的端使用一次性的傳輸?shù)刂罚ǘ丝冢? ?端口是有限的資源 ?程序無法在固定端口上工作 ? 唯一的連接標(biāo)識符 (序列號 ) ?主機崩潰會丟失歷史， 從而無法判斷過時包 。 ? 解決辦法：基于本地時鐘的序號選擇 ?每個主機保持一個不停運行的時鐘， 建立連接的時候，時鐘的低 k位用于初始序列號 ? 與數(shù)據(jù)鏈路層不同，傳輸層每個連接的初始序列號完全不同 ?引入三次握手協(xié)議，以便發(fā)送請求端確認(rèn)。 三次握手（ threeway handshake） ? 可解決由于網(wǎng)絡(luò)層丟失、存儲或者重復(fù)包的問題。 ? 不要求連接雙方以相同的序號建立連接。 發(fā)起連接， H1序號 x 確認(rèn)連接，并聲明H2的序號為 y 因為應(yīng)答中的 y與本機一致，表明為有效連接。 對主機 1來說，序號 x為過時序號，故拒絕連接。 對主機 1來說，序號 x為過時序號，故拒絕連接。 因為應(yīng)答中的 z與本機ACK時所使用的序號 y不同，表明為無效連接。 應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中的延遲重復(fù)數(shù)據(jù)分組 ? 連接建立后，后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蛱栆赃B接初始序號為基準(zhǔn)遞增。 ? 保證時鐘的增長速度必須快于序號增長的速度。 保證序號空間足夠長不會在短時間內(nèi)回轉(zhuǎn) 連接釋放 ? 非對稱釋放：連接的任何一方都可以發(fā)起斷開連接的請求，從而使得連接釋放。 ? 可能會丟失數(shù)據(jù)。 對稱釋放 ? 連接的兩個方向相互獨立，每個方向都要被單獨的關(guān)閉，發(fā)起斷開連接請求的一方僅僅意味著不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但是仍然可以接收數(shù)據(jù)。只有當(dāng)兩個方向都斷開，連接才被真正釋放。 ? 然而對稱釋放方式存在問題。 ? Q:如果第一個 DR及其后的所有重傳均丟失呢？ ?半開連接 ? A: ?規(guī)定時間內(nèi)未收到對端 TPDU，則認(rèn)為另一方已斷開連接，釋放 ?為保證連接不被對端釋放，在無數(shù)據(jù)發(fā)送的時候須定期發(fā)送啞的 TPDU（?；疃〞r器）。 流控和緩存 ? 相似之處 ?避免慢速的接收方被快速的發(fā)送方淹沒 ?都要考慮差錯控制，因而需要考慮緩存策略。 ? 不同之處 ?在數(shù)據(jù)鏈路層上，主機或路由器的線路較少。 ?在傳輸層上，主機可能擁有大量的連接。 發(fā)送主機是否需要緩存？ ? 如果網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)不可靠，則發(fā)