【文章內(nèi)容簡介】 。 在數(shù)據(jù)傳輸過程中 , TCP協(xié)議采用一種 “ 窗口 ” 機制來控制數(shù)據(jù)流量 , 使接收方 TCP實體能夠根據(jù)自己當前緩沖區(qū)容量來控制發(fā)送方 TCP實體傳送的數(shù)據(jù)量 。 流量控制實際上反映了信道容量和接收緩沖區(qū)容量的有效利用和動態(tài)分配問題 。 TCP采用的是一種稱為信用證的窗口機制 , 主要通過 TCP段中的窗口字段和確認號字段實現(xiàn)的 。 窗口對應(yīng)于一個 TCP實體可接收數(shù)據(jù)的序號空間 , 確認號表示它所希望接收的下一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 在建立連接時 , 雙方使用 SYN段或 ACK段中的窗口字段捎帶著相互通告各自的窗口大小 , 即發(fā)放信用證 。 在數(shù)據(jù)傳輸過程中 , 發(fā)送方按接收方通告的窗口尺寸和序號發(fā)送一定的數(shù)據(jù)量 。接收方可根據(jù)接收緩沖區(qū)的使用狀況動態(tài)地調(diào)整接收窗口 , 并在發(fā)送數(shù)據(jù)段或確認段時捎帶著將新的窗口尺寸和起始序號 (在確認號字段中指出 )通告給發(fā)送方 。 發(fā)送方將按新的起始序號和新的接收窗口尺寸來調(diào)整發(fā)送窗口 , 接收方也用新的起始序號和新的接收窗口大小來驗證每一個輸入數(shù)據(jù)段的可接受性 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 5. PUSH操作 在一個 TCP連接上進行正常數(shù)據(jù)傳送過程中 , 發(fā)送方 TCP會以自己的方式來分段和發(fā)送 ULP遞交的數(shù)據(jù) 。 對于遞交了該數(shù)據(jù)的 ULP來說 , 在數(shù)據(jù)發(fā)送完成之前是無法知道數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài) (是正在發(fā)送 , 還是因等待一個合適的窗口而被延遲發(fā)送 ) 的 。 PUSH(推進 )功能為 ULP提供一種強制的數(shù)據(jù)發(fā)送機制 , 使得ULP遞交的數(shù)據(jù)能夠迅速地從本地推向遠地 , 而不受當前發(fā)送窗口大小和發(fā)送方的發(fā)送方式的限制 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 當發(fā)送方 TCP收到 ULP的 PUSH操作請求后 , 會在流量控制允許的范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)分段并發(fā)送本地 TCP緩沖區(qū)中所有的數(shù)據(jù)(TCP段頭中的 PSH標志位被置位 )。 當接收方 TCP收到帶有 PSH標志的 TCP數(shù)據(jù)段后 , 會迅速將這些數(shù)據(jù)段遞交給 ULP, 并結(jié)束ULP當前的接收命令 。 發(fā)送方和接收方 TCP實體對于連續(xù)的推進 , 并不保證各個推進邊界 , 可以把若干推進單元合成一個推進單元來發(fā)送和接收 。 發(fā)送方 TCP可以把常規(guī)數(shù)據(jù)和推進數(shù)據(jù)混合發(fā)送 , 但常規(guī)數(shù)據(jù)只能放在推進數(shù)據(jù)之前 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 6 . 緊急數(shù)據(jù) 為了給 ULP之間提供一種緊急信息的快速傳遞機制 , TCP允許在一個 TCP段中攜帶緊急數(shù)據(jù) (Urgent Data)發(fā)送 。 緊急數(shù)據(jù)必須位于數(shù)據(jù)段中所有數(shù)據(jù)的最前端 , 并在 TCP段頭中設(shè)置如下字段 : ① 設(shè)置 URG標志位 , 表示當前數(shù)據(jù)段中攜帶有緊急數(shù)據(jù) 。 ② 設(shè)置緊急指針 。 緊急指針與當前輸出段的序號之和便指向數(shù)據(jù)流中緊急數(shù)據(jù)最后一個字節(jié) 。 對于一個包含該字節(jié)的數(shù)據(jù)段來講 , 其緊急數(shù)據(jù)長度從段序號開始一直延續(xù)到該字節(jié)為止 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 7 . TCP協(xié)議提供了一組稱為端口 (Port)的地址集 , 使得單一主機上多個 ULP可以通過不同的端口號同時使用單一 TCP實體進行通信 , 這種通過端口號共享單一 TCP實體的功能稱為 TCP多路復(fù)用 。 TCP實體對端口號的選取都是獨立的 , 為了保證通信連接的惟一性 , 本地 TCP實體只需保證本地端口號的惟一性即可 。 網(wǎng)間唯一的 IP地址和本地唯一的端口號便惟一地確定了通信連接的一個端點 , 這種地址標識也稱套接字 (Socket)。 一個本地套接字可以同時與多個遠地套接字建立通信連接 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 8. TCP的優(yōu)先級和安全性 TCP協(xié)議的優(yōu)先級和安全性參數(shù)由 TCP實體的上層協(xié)議指定 , 并通過 IP協(xié)議的選項操作傳送給遠地通信實體 。 TCP的安全性參數(shù)包括安全性 、 分隔域 、 用戶組和處理限制 。 TCP的安全性和優(yōu)先級是可選的功能 , 在一些 TCP/IP的實現(xiàn)中并不支持優(yōu)先級和安全性機制 。 當遠地 TCP實體收到的安全性參數(shù)與建立連接時所協(xié)商的參數(shù)值不相匹配時 , 或者收到的優(yōu)先級參數(shù)低于協(xié)商值時 , 遠地TCP將通過復(fù)位 (RST)報文復(fù)位已建立的連接 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 UDP協(xié)議 1. UDP報文格式 圖 UDP報文格式 源端口號 目的端口號 報文長度 校驗和 數(shù)據(jù) 0 15 16 31 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 源端口號為發(fā)送端的 UDP端口號 , 支持 UDP多路復(fù)用機制 。 它是一個可選的字段 , 不用時設(shè)為 0。 目的端口號為接收端的 UDP端口號 , 支持 UDP多路復(fù)用機制 。 報文長度包括 UDP報頭和數(shù)據(jù)在內(nèi)的報文長度 , 以字節(jié)為單位 , 最小值為 8 (報頭長度 )。 校驗和的計算對象包括偽協(xié)議頭 、 UDP報頭和數(shù)據(jù) 。 校驗和是可選字段 , 該字段為 0 時 , 表示發(fā)送端沒有為該 UDP數(shù)據(jù)報提供校驗和 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 2. UDP發(fā)送與接收 UDP數(shù)據(jù)報是通過 IP協(xié)議發(fā)送或接收的 。 網(wǎng)間尋址由 IP地址完成 , 進程間尋址則由 UDP端口來實現(xiàn) 。 當發(fā)送數(shù)據(jù)時 , UDP實體構(gòu)造好一個 UDP數(shù)據(jù)報后遞交給 IP協(xié)議 , IP協(xié)議要將整個 UDP數(shù)據(jù)報封裝在 IP數(shù)據(jù)報中 , 即加上 IP報頭 , 形成 IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到網(wǎng)上 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 在接收數(shù)據(jù)時 , UDP實體首先判斷接收到的數(shù)據(jù)報的目的端口是否與當前使用的某端口相匹配 。 如果匹配 , 則將數(shù)據(jù)報放入相應(yīng)的接收隊列 。 否則 , 丟棄該數(shù)據(jù)報 , 并向源端發(fā)送一個 “ 端口不可達 ” 的 ICMP報文 。 此外 , 當接收緩沖區(qū)已滿時 , 即使是端口匹配的數(shù)據(jù)報也要丟棄 。 UDP在計算校驗和時要包括一個偽協(xié)議頭 , 它不是 UDP數(shù)據(jù)報的有效成分 , 主要用于驗證 UDP數(shù)據(jù)報是否正確地傳送到目的地 。 偽協(xié)議頭包含有源 IP地址 、 目的 IP地址 、 協(xié)議號和 UDP報長等字段 , 有關(guān)信息來自于 IP報頭 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 傳送層端口 傳送層的重要功能之一就是提供了面向進程的通信機制 。 因此 , 傳送層協(xié)議必須提供某種方法來標識進程 。 TCP/UDP協(xié)議采用端口 (Port)概念來標識通信進程 。 端口相當于 OSI傳輸層的服務(wù)訪問點 (TSAP), 它是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu) , 內(nèi)部包含一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū) 。 進程通過系統(tǒng)調(diào)用與某個或某些端口建立聯(lián)系后 , 就可以使用相應(yīng)的端口來傳輸數(shù)據(jù)了 。 另一方面 , 端口又是進程訪問傳輸服務(wù)的入口點 , 它提供了多個進程共享同一端口的多路復(fù)用功能 。 每個端口都使用惟一的端口號來標識 , 進程的通信主要表現(xiàn)在對端口的操作 , 通過端口號來獲取相應(yīng)的端口 , 然后進行端口的讀寫操作 。 這樣 , 進程間的通信操作如同一般的 I/O操作 , 以程序員熟悉的方式進行 , 簡化了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的編程 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 TCP和 UDP協(xié)議的端口號值均是 16 位 , 分別可以提供 216個不同的端口 。 那么以什么樣的規(guī)則來使用這些端口號才能在不同主機的進程間進行通信呢 ? 這就是端口號的分配問題 。 TCP和 UDP協(xié)議將端口號分為兩部分 。 一部分是保留端口 , 占全部端口號的一小部分 , 以全局方式分配 。 這些端口就是所謂的 “ 周知 ” 端口 , 由有關(guān)的權(quán)威機構(gòu)分配 。 TCP和 UDP都有自己的保留端口 , 而且都是從 0 開始順序向上分配的 。 另一部分是自由端口 , 占全部端口號的絕大部分 , 以本地方式分配 。 當一個進程與另一個進程通信之前 , 該進程首先申請一個本地自由端口 , 然后再用已知的遠地端口 (周知端口或自由端口 )與遠地進程建立聯(lián)系 , 并進行數(shù)據(jù)傳輸 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 IP v6 協(xié) 議 IP v6報文格式 圖 IP v6報頭格式 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 IP v6報頭各個字段意義如下 : 版本號 : 4位 , 表示 IP協(xié)議的版本號 , IP v6版本取值為 6。 優(yōu)先級 : 4位 , 表示該數(shù)據(jù)報的優(yōu)先級 。 流標識 : 24位 , 與優(yōu)先級一起共同標識該數(shù)據(jù)報的服務(wù)質(zhì)量級 。 載荷長度 : 16位 , 表示有效載荷長度 (以字節(jié)為單位 )。 后續(xù)報頭 : 8位 , 標識緊接在 IP v6后的后續(xù)擴展報頭的類型 。 步跳限制 : 8位 , 允許數(shù)據(jù)報跨越路由器的個數(shù) , 表示該數(shù)據(jù)報在網(wǎng)間傳輸?shù)淖畲蟠婊顣r間 。 源 IP地址 : 128位 , 發(fā)送數(shù)據(jù)報的源主機 IP地址 。 目的 IP地址 : 128位 , 接收數(shù)據(jù)報的目的主機 IP地址。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 圖 一個帶有多個擴展報頭的 IP v6數(shù)據(jù)報中的例子 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 IP v6地址格式 在 IP v4中 , 32位的 IP地址被分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分 , 根據(jù)不同的地址類別 , 網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址所分配的位數(shù)是不同的 。 這種地址分配方法的缺陷是不夠靈活 。 IP v6對 128位的地址沒有作類別限制 , 允許服務(wù)提供者根據(jù)實際需要進行地址劃分 。 IP v6的標準地址格式為 X:X:X:X:X:X:X:X, 每個 X為 16位 。 在 IP v6地址中 , 允許出現(xiàn)連續(xù)的 0, 并可用 “ ::”表示 , 但一個地址中只能出現(xiàn) “ ::” 一次 , 這樣對連續(xù)多組 X為 0的地址起到一定的壓縮作用 。 IP v6地址使用了地址前綴 （ FP） 概念 , 用來表示該地址的前幾位 , 并用 X/Y形式表示 , 其中 X是地址前綴 , Y是地址前綴的位數(shù) 。 例如 , 5D4C:0000::/16表示其地址前綴為 5D4C。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 1. 單播地址 單播地址惟一地標識一個接口 , 以該類地址傳送的數(shù)據(jù)報將交付給該地址對應(yīng)的接口 。 IP v6定義了多種單播地址格式 , 如完整用戶單播地址 、 NSAP(網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點 )地址 、 基于地理區(qū)域的地址 、 局部地址 、 與 IP v4兼容的地址以及其它保留地址類型 。 圖 , 其中 : 010 REGID PROVID SUBSCID SUBNETID INTERFACEID 圖 完整的單播地址格式 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 前 3位是該地址類型的標識符 。 REG ID是 Inter服務(wù)提供者的注冊標識符 。 PROV ID為提供者標識符 。 SUBSC ID用于標識多個提供者所管理的用戶 。 SUBNET ID用于標識一個指定的子網(wǎng) 。 INTERFACE ID用于標識一個單一接口。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議 如果 INTERFACE ID是一個接口的全局惟一標識符 , 則可用它實現(xiàn)地址的自動生成 。 例如 , 一個節(jié)點通過監(jiān)聽路由器廣播消息而發(fā)現(xiàn)了子網(wǎng)前綴 , 則可用 IEEE 802 MAC地址作為 INTERFACE ID來構(gòu)造一個完整的 IP v6地址 。 局部地址用于定義子網(wǎng)中的局部網(wǎng)絡(luò) , 局部網(wǎng)絡(luò)在未接入Inter之前可用局部地址進行訪問操作 。 如果該局部網(wǎng)絡(luò)要接入Inter, 可加入地址前綴 （ REG ID＋ PROV ID＋ SUBSC ID） , 形成完整的 Inter地址 。 由于 IP v4相當普及 , 即使 IP v6將來被推廣使用 , IP v4與 IP v6也會長期處于共存的局面 。 因此 , 必須實現(xiàn)兩種地址格式之間的轉(zhuǎn)換 。 IP v4節(jié)點將分為只適用于 IP v4和兼容 IP v6兩種節(jié)點 。 為此 , IP v6定義了兩種相應(yīng)的地址類型 。 對于兼容IP v6的節(jié)點 , 當接收到 IP v6數(shù)據(jù)報時 , 可利用隧道技術(shù)對 IP v6數(shù)據(jù)報再封裝 , 或者通過對 IP報頭的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)地址信息轉(zhuǎn)換 。 第 6 章 多媒體通信協(xié)議