河南財經(jīng)學(xué)院ch5-運(yùn)輸層(已修改)
2025-05-11 13:39 本頁面
【正文】 第 5 章 運(yùn)輸層 運(yùn)輸層協(xié)議概述 進(jìn)程之間的通信 運(yùn)輸層的兩個主要協(xié)議 運(yùn)輸層的端口 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP UDP 概述 UDP 的首部格式 第 5 章 運(yùn)輸層 傳輸控制協(xié)議 TCP 概述 TCP 最主要的特點(diǎn) TCP 的連接 可靠傳輸?shù)墓ぷ髟? 停止等待協(xié)議 連續(xù) ARQ 協(xié)議 TCP 報文段的首部格式 第 5 章 運(yùn)輸層（續(xù)） 第 5 章 運(yùn)輸層（續(xù)） TCP 可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn) 以字節(jié)為單位的滑動窗口 超時重傳時間的選擇 選擇確認(rèn) SACK TCP的流量控制 利用滑動窗口實(shí)現(xiàn)流量控制 必須考慮傳輸效率 TCP 的擁塞控制 擁塞控制的一般原理 幾種擁塞控制方法 隨機(jī)早期檢測 RED TCP 的運(yùn)輸連接管理 TCP 的連接建立 TCP 的連接釋放 TCP 的有限狀態(tài)機(jī) 第 5 章 運(yùn)輸層（續(xù)） ? 從通信和信息處理的角度看 ， 運(yùn)輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù) ， 它屬于面向通信部分的最高層 ， 同時也是用戶功能中的最低層 。 ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分中的兩個主機(jī)使用網(wǎng)絡(luò)的核心部分的功能進(jìn)行端到端的通信時 ， 只有位于網(wǎng)絡(luò)邊緣部分的主機(jī)的協(xié)議棧才有運(yùn)輸層 ， 而網(wǎng)絡(luò)核心部分中的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時都只用到下三層的功能 。 運(yùn)輸層協(xié)議概述 進(jìn)程之間的通信 運(yùn)輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信 5 4 3 2 1 運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程 間的邏輯 通信 主機(jī) A 主機(jī) B 應(yīng)用進(jìn)程 應(yīng)用進(jìn)程 路由器 1 路由器 2 AP1 LAN2 WAN AP2 AP3 AP4 IP 層 LAN1 AP1 AP2 AP4 端口 端口 5 4 3 2 1 IP 協(xié)議的作用范圍 運(yùn)輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍 AP3 ? 兩個主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個主機(jī)中的 應(yīng)用進(jìn)程互相通信 。 ? 應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為 端到端的通信 。 ? 運(yùn)輸層的一個很重要的功能就是 復(fù)用 和 分用 。 應(yīng)用層不同進(jìn)程的報文通過不同的端口向下交到運(yùn)輸層 ， 再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 。 ? “ 運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信 ” 。 “ 邏輯通信 ” 的意思是：運(yùn)輸層之間的通信 好像 是沿水平方向傳送數(shù)據(jù) 。但事實(shí)上這兩個運(yùn)輸層之間并沒有一條水平方向的物理連接 。 應(yīng)用進(jìn)程之間的通信 運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別 ? 應(yīng)用進(jìn)程 … ? ? 應(yīng)用進(jìn)程 … ? IP 協(xié)議的作用范圍 （提供主機(jī)之間的邏輯通信） TCP 和 UDP 協(xié)議的作用范圍 （提供進(jìn)程之間的邏輯通信） 因 特 網(wǎng) ?運(yùn)輸層為 應(yīng)用進(jìn)程之間 提供 端到端的 邏輯通信（ 但網(wǎng)絡(luò)層是為 主機(jī)之間 提供邏輯通信 ） 。 ?運(yùn)輸層還要對收到的報文進(jìn)行差錯檢測 。 ?運(yùn)輸層需要有兩種不同的運(yùn)輸協(xié)議 ， 即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP。 運(yùn)輸層的主要功能 ? 運(yùn)輸層向高層用戶 屏蔽 了下面網(wǎng)絡(luò)核心的細(xì)節(jié)（如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、所采用的路由選擇協(xié)議等），它使應(yīng)用進(jìn)程看見的就是好像在兩個運(yùn)輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯通信信道。 ? 當(dāng)運(yùn)輸層采用面向連接的 TCP 協(xié)議時，盡管下面的網(wǎng)絡(luò)是不可靠的（只提供盡最大努力服務(wù)），但這種邏輯通信信道就相當(dāng)于一條全雙工的 可靠信道 。 ? 當(dāng)運(yùn)輸層采用無連接的 UDP 協(xié)議時，這種邏輯通信信道是一條 不可靠信道 。 兩種不同的運(yùn)輸協(xié)議 TCP/IP 的運(yùn)輸層有兩個不同的協(xié)議： (1) 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP (User Datagram Protocol) (2) 傳輸控制協(xié)議 TCP (Transmission Control Protocol) 運(yùn)輸層的兩個主要協(xié)議 ?兩個對等運(yùn)輸實(shí)體在通信時傳送的數(shù)據(jù)單位叫作運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 ? TCP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 TCP 報文段 (segment) ? UDP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 UDP 報文 或 用戶數(shù)據(jù)報 。 TCP 與 UDP TCP/IP 體系中的運(yùn)輸層協(xié)議 TCP UDP IP 應(yīng)用層 與各種網(wǎng)絡(luò)接口 運(yùn)輸層 TCP和 UDP 比較 ? TCP/IP 協(xié)議簇中最常用的兩種傳輸協(xié)議是傳輸控制協(xié)議 (TCP) 和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (UDP)。這兩種協(xié)議都用于管理多個應(yīng)用程序的通信，其不同點(diǎn)在于每個協(xié)議執(zhí)行各自特定的功能。每個 TCP 數(shù)據(jù)段在封裝應(yīng)用層數(shù)據(jù)的報頭中都有 20 字節(jié)的開銷 。 ，而每個 UDP 數(shù)據(jù)段只需要 8 字節(jié)的開銷。 ? UDP 是一種簡單的無連接協(xié)議。該協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)在于提供低開銷數(shù)據(jù)傳輸。 UDP 中的通信數(shù)據(jù)段稱為數(shù)據(jù)報。通過此協(xié)議，數(shù)據(jù)報在傳輸層采用盡力方式傳送。使用 UDP 協(xié)議的應(yīng)用包括：域名系統(tǒng) (DNS)視頻流 IP 語音 (VoIP)等。 ? TCP 是一種面向連接的協(xié)議。為實(shí)現(xiàn)額外的功能， TCP 協(xié)議會產(chǎn)生額外的開銷。 TCP 協(xié)議功能包括原序處理、可靠傳輸以及流量 、擁塞 控制。使用 TCP 協(xié)議的應(yīng)用程序包括： Web 瀏覽器電子郵件文件傳輸程序 。 ? 運(yùn)行在計算機(jī)中的進(jìn)程是用 進(jìn)程標(biāo)識符 來標(biāo)志的。 ? 運(yùn)行在應(yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程卻不應(yīng)當(dāng)讓計算機(jī)操作系統(tǒng)指派它的進(jìn)程標(biāo)識符。這是因為在因特網(wǎng)上使用的計算機(jī)的操作系統(tǒng)種類很多，而不同的操作系統(tǒng)又使用不同格式的進(jìn)程標(biāo)識符。 ? 為了使運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的計算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)程能夠互相通信，就 必須用統(tǒng)一的方法 對 TCP/IP 體系的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行標(biāo)志。 運(yùn)輸層的端口 (Port) 端口尋址 ? 識別會話 端口尋址 ? stat 命令 ? 解決這個問題的方法就是在運(yùn)輸層使用 協(xié)議端口號(protocol port number)，或通常簡稱為 端口 (port)。 ? 雖然通信的終點(diǎn)是應(yīng)用進(jìn)程，但我們可以把端口想象是通信的終點(diǎn)，因為我們只要把要傳送的報文交到目的主機(jī)的某一個合適的目的端口，剩下的工作（即最后交付目的進(jìn)程）就由 TCP 來完成。 端口號 (protocol port number) 簡稱為端口 (port) ? 端口用一個 16 位端口號進(jìn)行標(biāo)志 。 ? 端口號只具有 本地 意義 ， 即端口號只是為了標(biāo)志本計算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)程 。 在因特網(wǎng)中不同計算機(jī)的相同端口號是沒
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