【正文】 網(wǎng) 絡 層 TCP 報文段 UDP 用戶數(shù)據(jù)報 應用進程 TCP 復用 ? ? ? IP 復用 UDP 復用 ? ? ? TCP 報文段 UDP 用戶數(shù)據(jù)報 ? ? ? ? ? ? 應用進程 端口 端口 TCP 分用 UDP 分用 IP 分用 IP 數(shù)據(jù)報 IP 數(shù)據(jù)報 發(fā)送方 接收方 端口 ? 端口用一個 16 bit 端口號進行標志 。 但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過了哪些路由器 ， 而這些路由器也根本不知道上面的傳輸層是否建立了 TCP 連接 。 這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多 ， 還要占用許多的處理機資源 。 雖然 UDP 不提供可靠交付 ， 但在某些情況下 UDP 是一種最有效的工作方式 。給出隊列大小 ACCEPT 阻塞調(diào)用方 ,直到有進程請求連接 CONNECT 主動請求建立連接 SEND 在指定的連接上發(fā)送數(shù)據(jù) RECV 從指定的連接上接收數(shù)據(jù) CLOSE 釋放指定的連接 TCP/IP的傳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) TCP/IP 體系中的傳輸層 ? 兩個對等傳輸實體在通信時傳送的數(shù)據(jù)單位叫作運傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 ? 傳輸層還要對收到的報文進行差錯檢測 。 ? “ 傳輸層提供應用進程間的邏輯通信 ” 。 ? 傳輸服務可分為兩種： 面向連接的傳輸服務 (有三個階段 ) 無連接的傳輸服務 傳輸層為相互通信的應用進程提供了邏輯通信 5 4 3 2 1 傳輸層提供應用進程 間的邏輯 通信 主機 A 主機 B 應用進程 應用進程 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 傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍 AP3 應用進程之間的通信 ? 兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應用進程互相通信 。第 6 章 傳輸層 傳輸層協(xié)議概述 傳輸協(xié)議要素 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP 傳輸控制協(xié)議 TCP 傳輸層協(xié)議概述 向上層提供的服務 傳輸服務原語 TCP/IP 體系中的傳輸層 端口的概念 向上層提供的服務 ? 從通信和信息處理的角度看 ， 傳輸層向它上面的應用層提供通信服務 ， 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 。 ? 應用進程之間的通信又稱為 端到端的通信 。 “ 邏輯通信 ” 的意思是：傳輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù) 。 ? 傳輸層需要有兩種不同的運輸協(xié)議 ， 即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP。 ? 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 則提供面向連接的服務 。 還要強調(diào)兩點 ? 傳輸層的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報與網(wǎng)際層的 IP數(shù)據(jù)報有很大區(qū)別 。 端口的概念 ? 端口就是傳輸層服務訪問點 TSAP。 ? 端口號只具有本地意義 ， 即端口號只是為了標志本計算機應用層中的各進程 。例如 :HTTP協(xié)議的端口號為 80。 ? 插口和端口 、 IP 地址的關(guān)系是： IP 地址 端口號 1500 , 1500 插口 (socket) 名詞 socket有多種不同的意思 ? 應用編程接口 API 稱為 socket API, 簡稱為 socket。 ? 在操作系統(tǒng)內(nèi)核中連網(wǎng)協(xié)議的 Berkeley 實現(xiàn) ， 稱為 socket 實現(xiàn) 。 ? 傳輸層的連接建立采用三次握手的方法。 釋放連接 流控制和緩沖 多路復用 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP UDP 概述 UDP 用戶數(shù)據(jù)報的首部格式 UDP 概述 ? UDP 只在 IP 的數(shù)據(jù)報服務之上增加了很少一點的功能 ， 即端口的功能和差錯檢測的功能 。 ? 網(wǎng)絡出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低 。 偽首部 源端口 目的端口 長 度 檢驗和 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP長度 源 IP 地址 目的 IP 地址 0 17 IP 數(shù)據(jù)報 字節(jié) 4 4 1 1 2 12 2 2 2 2 字節(jié) 發(fā)送在前 數(shù) 據(jù) 首 部 UDP 用戶數(shù)據(jù)報 在計算檢驗和時，臨時把“偽首部”和 UDP 用戶數(shù)據(jù)報連接在一起。運輸層的復用和分用功能都要通過端口才能實現(xiàn)。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 確認號字段 ——占 4 字節(jié)，是期望收到對方的下一個報文段的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 緊急比特 URG —— 當 URG ? 1 時，表明緊急指針字段有效。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 推送比特 PSH (PuSH) —— 接收 TCP 收到推送比特置 1 的報文段，就盡快地交付給接收應用進程，而不再等到整個緩存都填滿了后再向上交付。當FIN ? 1 時，表明此報文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運輸連接。 TCP 首部 20 字節(jié) 固定 首部 目 的 端 口 數(shù)據(jù) 偏移 檢 驗 和 選 項 （長 度 可 變） 源 端 口 序 號 緊 急 指 針 窗 口 確 認 號 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 比特 0 8 16 24 31 填 充 檢驗和 —— 占 2 字節(jié) 。 緊急指針指出在本報文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號 。 ” MSS 是 TCP 報文段中的 數(shù)據(jù)字段 的最大長度。 TCP 將所要傳送的報文看成是字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流 ， 并使每一個字節(jié)對應于一個序號 。 接收端返回的確認號是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號加 1。 ? 在 TCP 報文段首部的窗口字段寫入的數(shù)值就是當前給對方設(shè)置的發(fā)送窗口數(shù)值的上限 。 ? 發(fā)送端只要收到了對方的確認，發(fā)送窗口就可前移。 ? 現(xiàn)在發(fā)送端還可發(fā)送 300 字節(jié)。 ? 因此，每一個 TCP 連接需要有以下兩個狀態(tài)變量： ? 接收端窗口 rwnd (receiver window) 又稱為 通知窗口 (advertised window)。 ? (2) 擁塞窗口 cwnd (congestion window) 是發(fā)送端根據(jù)自己估計的網(wǎng)絡擁塞程度而設(shè)置的窗口值，是來自發(fā)送端的流量控制。 ? 在每收到一個對新的報文段的確認后 ， 將擁塞窗口增加至多一個 MSS 的數(shù)值 。 慢開始門限的初始值設(shè)置為 16 個報文段， 即 ssthresh = 16。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 24 傳輸次數(shù) 擁塞窗口 cwnd 進入擁塞避免 發(fā)生超時 指數(shù)規(guī)律增長 線性規(guī)律增長 ssthresh = 16 慢開始 慢開始 擁塞避免 擁塞避免 更新后的 ssthresh = 12 進入擁塞避免 發(fā)送端收到 ACK1 （確認 M0，期望收到 M1）后，將