【正文】 層 服務(wù)質(zhì)量參數(shù) ?連接建立延遲 ? 傳輸服務(wù)用戶要求建立連接到收到連接確認(rèn)之間所經(jīng)歷的時(shí)間。 ? 無連接的傳輸服務(wù) 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 圖例 ：網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 服務(wù)質(zhì)量 QoS ?傳輸層的一個(gè)主要功能是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service)。 ?其中釋放連接的方式有兩種： ? 不對(duì)稱方式：任何一方都可以關(guān)閉雙向連接。 1 ~ 4層稱為傳輸服務(wù)提供者， 4層以上稱為傳輸服務(wù)用戶。 ? 利用網(wǎng)絡(luò)提供的點(diǎn)到點(diǎn)的分組傳輸服務(wù)向高層提供端到端的傳輸服務(wù)。 ?傳輸層的功能 ? 為應(yīng)用進(jìn)程提供可靠的端到端連接服務(wù)。 ? 無法了解數(shù)據(jù)未達(dá)終點(diǎn)的狀態(tài)。 應(yīng) 用層 傳 輸 層 下三層 應(yīng) 用層 傳 輸 層 下三層 R R R R R 向上提供標(biāo)準(zhǔn)的傳輸服務(wù) 向下屏蔽不同的通信子網(wǎng) 用戶層應(yīng)用程序 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸層概述 ?傳輸層存在的必要性 ? 網(wǎng)絡(luò)層的分組傳輸是不可靠的。計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 傳 輸 層 尹 霞 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所 2022 年 12 月 12日 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸層主要內(nèi)容 ?傳輸服務(wù) ? ? 傳輸層概述 ? 傳輸服務(wù) ? 服務(wù)質(zhì)量 ? 傳輸服務(wù)原語 ?協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU ?簡(jiǎn)單連接管理狀態(tài)圖 ? Berkeley Sockets ?應(yīng)用舉例 ?傳輸協(xié)議 ? ? 傳輸協(xié)議概述 ? 傳輸協(xié)議的主要功能 ?尋址 ?建立連接 ?釋放連接 ?緩沖策略 ?流量控制 ? Inter傳輸層協(xié)議 ? ? 傳輸控制協(xié)議 TCP ? TCP協(xié)議概述 ? TCP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU ? TCP的連接管理 ? TCP的傳輸策略 ? TCP的擁塞控制 ? TCP的定時(shí)管理 ? 用戶數(shù)據(jù)協(xié)議 UDP ? UDP協(xié)議概述、 ? UDP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU ? UDP的工作原理 ?舉例：用 UDP傳輸 RIP報(bào)文 ?傳輸層小結(jié) ? 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 引入傳輸層的原因 ?消除網(wǎng)絡(luò)層的多樣性和不可靠性。 ?提供從源主機(jī)到目的端主機(jī)可靠的、價(jià)格合理的、與實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的信息傳輸。 ? 無法了解數(shù)據(jù)到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間。 ? 有必要增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。 ?建立連接 ?數(shù)據(jù)傳輸 ?釋放連接 ? 流量控制和差錯(cuò)控制 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸服務(wù) ?傳輸實(shí)體 (transport entity) ? 完成傳輸層功能對(duì)等通信實(shí)體的硬軟件。 ?傳輸服務(wù)：傳輸層實(shí)體利用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)向高層提供有效、可靠和價(jià)格合理的服務(wù)。 ?傳輸層提供兩種服務(wù) ? 面向連接的傳輸服務(wù) ?包括三個(gè)階段：連接建立，數(shù)據(jù)傳輸，釋放連接。 ? 對(duì)稱方式：每個(gè)方向的連接單獨(dú)關(guān)閉，雙方都執(zhí)行 Disconnect才能關(guān)閉整條連接。 服務(wù)質(zhì)量參數(shù)在建立連接時(shí)，由傳輸服務(wù)用戶描述，雙方通過協(xié)商確定最后雙方都能接收的參數(shù)。 ?連接建立失敗概率 ? 在最大連接建立延遲時(shí)間內(nèi)連接未能建立的可能性。 ?傳輸延遲 ? 從源主機(jī)的傳輸服務(wù)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)開始到目的主機(jī)的傳輸用戶接收到報(bào)文為止所經(jīng)歷的時(shí)間。 ?安全保護(hù) ? 防止未經(jīng)授權(quán)的第三方讀取和修改數(shù)據(jù)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸服務(wù)原語 ?傳輸服務(wù)用戶 (應(yīng)用程序 )通過傳輸服務(wù)原語 (Transport Service Primitives)訪問傳輸服務(wù)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 ?傳輸層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU，傳輸實(shí)體接收來自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，加上傳輸層報(bào)頭，得到 TPDU。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 舉例：傳輸服務(wù)的實(shí)現(xiàn) ? 一個(gè)本地的應(yīng)用程序和幾個(gè)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序利用面向連接的傳輸層服務(wù)完成通信的操作過程如下。 ?調(diào)用 bind將某地址賦予 S1，使得遠(yuǎn)程應(yīng)用程序能訪問本地應(yīng)用程序 A。 ?調(diào)用 accept將本地應(yīng)用程序 A阻塞起來，等待接收客戶程序發(fā)來的連接請(qǐng)求。本地程序 A創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程 A1處理此次連接，然后繼續(xù)等待發(fā)往 S1的連接請(qǐng)求。 ?調(diào)用 connect阻塞應(yīng)用程序，傳輸層實(shí)體開始建立連接，當(dāng)連接建立完成時(shí)，取消阻塞。 ? 釋放連接：每一方使用 close原語單獨(dú)釋放連接。它必須解決差錯(cuò)控制、分組順序、流量控制等問題。 ? 在 Inter中， TSAP為 (IP address, local port)。 ? 主機(jī) 1的應(yīng)用程序希望與 timeofday通信，就定義本機(jī)的 TSAP 6作為源端口，主機(jī) 2的 TSAP 122為目的端口，由傳輸實(shí)體發(fā)出連接請(qǐng)求。 ? 問題：連接發(fā)起方如何確定對(duì)方的 TSAP？ 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸連接的發(fā)起方如何確定對(duì)方的 TSAP ?靜態(tài)分配 TSAP ? 應(yīng)用層的用戶進(jìn)程擁有固定的、公開的、廣為人知的 TSAP，例： tel的 TSAP為（ IP地址，端口 23）。 ? 問題：只適用于少數(shù)從不改變得關(guān)鍵服務(wù)，而且進(jìn)程一直處于活動(dòng)狀態(tài)監(jiān)聽一個(gè) TSAP是很浪費(fèi)資源的。 ?每個(gè)用戶進(jìn)程無需不間斷地監(jiān)聽自己的 TSAP端口，而是由每臺(tái)希望向遠(yuǎn)端提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行一個(gè)稱為進(jìn)程服務(wù)器 (process server)的進(jìn)程。 ?需要某種服務(wù)的遠(yuǎn)方客戶程序通過執(zhí)行 CONNECT請(qǐng)求，向它所需要的應(yīng)用進(jìn)程的 TSAP發(fā)出連接建立請(qǐng)求。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 傳 輸 層 傳輸連接的發(fā)起方如何確定對(duì)方的 TSAP ?動(dòng)態(tài)分配 TSAP ? 進(jìn)程服務(wù)器（續(xù)）： ?進(jìn)程服務(wù)器收到連接請(qǐng)求后，將源端客戶程序所請(qǐng)求的應(yīng)用進(jìn)程加載，并將已經(jīng)建立的連接轉(zhuǎn)交該進(jìn)程。 ?遠(yuǎn)方客戶程序與所希望的服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是有一些應(yīng)用并不依賴進(jìn)程服務(wù)器，而與一些硬件設(shè)備相連，不能臨時(shí)倉促創(chuàng)建。 ?遠(yuǎn)方客戶程序首先和 NAME SERVER建立連接，告知 NAME SERVER自己需要服務(wù)的名稱。 ?遠(yuǎn)方客戶程序釋放和 NAME SERVER的傳輸連接，與所需要的服務(wù)進(jìn)程建立連接。特別是延遲重復(fù)分組 (delayed duplicates)的存在，導(dǎo)致傳輸層建立連接很復(fù)雜。 ?方法 ? 系統(tǒng)為每次的傳輸連接賦予一個(gè)新的傳輸?shù)刂贰? ?缺點(diǎn) ? 不支持進(jìn)程服務(wù)器，因?yàn)闆]有公認(rèn)的眾所周知的 TSAP存在。 ?方法 ? 連接發(fā)起方為每個(gè)傳輸連接分配一個(gè)連接標(biāo)識(shí)符，并將此信息存入本次傳輸服務(wù)中的每個(gè) TPDU 中（包括連接請(qǐng)求）。 ? 每個(gè)新的連接請(qǐng)求到達(dá)的時(shí)候，根據(jù)連接標(biāo)識(shí)符核對(duì)過時(shí)連接表，如果已經(jīng)過時(shí)，該連接視為重復(fù)連接。 ? 當(dāng)機(jī)器由于崩潰而丟失了過時(shí)連接表時(shí)，就無法再識(shí)別重復(fù)連接。 ?方法 ? 定義和計(jì)算每個(gè)分組的生存時(shí)間 TTL。 ?缺點(diǎn) ? 消除重復(fù)