【正文】 結構（包括一些數(shù)據(jù)結構和 I/O緩沖區(qū)）。 端口又是應用進程訪問傳輸服務的入口點。一個應用程序通過定義三部分來產(chǎn)生一個套接字：主機 IP地址、服務類型 (面向連接的服務是 TCP，無連接服務是 UDP)、應用程序所用的端口。 全局端口分配的弊端是在于不能適應大量且迅速變化的端口使用環(huán)境。 本地分配方式不受網(wǎng)絡規(guī)模的限制，但其它主機仍然無法獲知分配情況，進程之間的通信依然難以建立。 其中保留端口只占很小的數(shù)目，它以全局方式進行分配，對應于前面所討論的服務器進程。 TCP和 UDP都規(guī)定，小于 256的端口號才能作為保留端口 。當某進程要與遠地進程通信之前，首先申請一個自由端口號并與之進行關聯(lián)操作，然后與遠地進程進行通信。 UDP提供的是無連接的、不可靠的用戶數(shù)據(jù)報服務 面向交易型應用 機制 端系統(tǒng)使用 UDP協(xié)議相互通信時， UDP協(xié)議只負責將應用程序傳給 IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證它們能到達。當數(shù)據(jù)正確到達后，接收端不負責確認。 //發(fā)送主機的 UDP端口 u_int16_t dest。 // UDP消息的長度 u_int16_t check。 417 中國科學技術大學 遠程教育 UDP的校驗和 UDP計算校驗和時，用到一個 12字節(jié)的偽頭結構。偽頭結構只用于校驗和，使用偽頭結構進行校驗的目的是 為了進一步證實數(shù)據(jù)被送到正確的目的地。 UDP的偽頭結構 0 31 源 IP地址 目的 IP地址 00000000 協(xié)議號 (17) UDP長度 418 中國科學技術大學 遠程教育 UDP的應用范圍 UDP不用于那些使用虛電路的面向連接的服務，而主要用于那些面向查詢 應答的服務，例如 NFS。使用 UDP的服務包括 NTP（網(wǎng)落時間協(xié)議）和 DNS（ DNS也使用 TCP）。 發(fā)送序號： 4字節(jié)，指出報文中數(shù)據(jù)在發(fā)送方的數(shù)據(jù)流中的位置 (以字節(jié)編號 )。 TCP頭長： 4比特，指出以 32比特為單位的報文頭部長度。 緊急標志位 URG：當 URG=1時，表明此報 文是緊急數(shù)據(jù)，應盡 快傳送出去。 當 ACK=0時，確認序 號沒有意義。 重建標志位 RST(ReseT)：當 RST=1時，表明出現(xiàn)嚴重差錯，必須釋放連接，然后重新建立連接。 終止標志位 FIN(Final)：當 FIN＝ 1時，表明數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，并請求釋放連接。該字段實際上是接收方告訴發(fā)送方它的接收窗口大小，其單位為字節(jié)。 校驗和： 2字節(jié)。 可選項：長度可變。 422 中國科學技術大學 遠程教育 TCP層格式中的控制信息字段 控制信息字段： 在報頭中按照從左到右的順序 URG、 ACK、 PSH、 RST、SYN、 FIN， 總共占用了 6比特，對 TCP數(shù)據(jù)流的發(fā)送和接收起到控制的作用。其余 4個控制標志則不占用序列號空間。 TCP必須能夠實現(xiàn)發(fā)送和接收最大分段尺寸選項。也就是說，當接收方 TCP實體收到一個出錯的 TCP段后，只是將其丟棄而不作應答，因而發(fā)送方必須采用超時重傳的機制來重發(fā)久未應答的段。 424 中國科學技術大學 遠程教育 原理 TCP使用一種動態(tài)算法隨時調整超時間隔。 RTT (Roundtrip Time )是當前發(fā)送方到接收方來回時間的最佳估算值。 算法 每當收到一個應答， TCP就從計時器中得到當前的來回時間M，然后利用公式： RTT＝ α* RTT+(1α)M估算出新的 R T T值，α是一個平滑因于，通常取為 7/8。最后利用公式 Timeout = RTT+4D 確定出當前的超時間隔。 425 中國科學技術大學 遠程教育 TCP連接 TCP為每個數(shù)據(jù)流初始化并維護特定的狀態(tài)信息的組合，稱為一個連接 。當兩個進程希望通信時，它們的 TCP必須首先建立一個連接，通信完成時，該連接要終止或關閉，釋放資源。 利用 TCP中的 SYN 同步標志位，啟動一條連接的建立。 TCP連接的關閉 關閉 （ CLOSE）操作的意思是 “ 我沒有更多的數(shù)據(jù)要發(fā)送 ” ，通過 TCP中的 FIN控制位啟動 關閉 連接的操作。 426 中國科學技術大學 遠程教育 客戶 服務器 TCP建立連接的三次握手 時間 時間 427 中國科學技術大學 遠程教育 TCP連接的狀態(tài) 一條 TCP連接在其生命期內會經(jīng)歷一系列的狀態(tài)。 SYN－ SENT： 在已經(jīng)發(fā)出一個連接請求后正在等待一個匹配的連接請求 SYN－ RECEIVED： 在已經(jīng)收到并發(fā)出了一個連接請求后等待一個證實連接請求的確認。通過此連接接收到的數(shù)據(jù)能夠被傳遞到用戶。 FIN－ WAIT－ 1： 或正在等待一個針對先前發(fā)送的連接終止請求的確認。 CLOSE－ WAIT： 正在等待一個來自本地用戶的連接終止請求 CLOSING： 正在等待一個來自遠程 TCP的連接終止請求的確認。 428 中國科學技術大學 遠程教育 TCP連接端點 TCP連接端點 TCP把端點定義為一對整數(shù)，即 (host， port)，其中host是主機的 IP地址，而 port則是該主機上的 TCP端口號。 A端首先發(fā)送一個 SEQ＝ 100的初始化序列， SYN置位，占用一個序列號； B端在收到該請求后，發(fā)送一個序列號為 300，確認號為 101的段，這個段的 SYN、 ACK均置位，說明 B端的初始發(fā)送序列號為 300，同時又確認了 A的 SEQ＝ 100的段， A在收到了 B的應答后，對其初始序列號確認，來響應 B的初始化序列，然后 A就可以發(fā)送事件了。這些狀態(tài)稱為 TCP狀態(tài)。如下圖示： 431 中國科學技術大學 遠程教育 CLOSE FIN_WAIT_1 TIME_WAIT FIN_WAIT_2 SYN_SENT ESTABLISHED 接收 SYN和 ACK 發(fā)送 ACK 發(fā)送 FIN 接收 ACK 不發(fā)送 接收 FIN 發(fā)送 ACK 等待 30秒 客戶主機 TCP的狀態(tài)順序 432 中國科學技術大學 遠程教育 于客戶機一樣，服務器也經(jīng)歷各種 TCP狀態(tài)。在第 3行中，如果 TCP B還有數(shù)據(jù)要發(fā)送，在報頭之后，會有數(shù)據(jù)，同時對 TCP A發(fā)來的 FIN確認（ FIN占用一個序列號）。第 5行中， TCP B在收到了它發(fā)出的 FIN的確認后，進入 CLOSED狀態(tài)， TCP A在超時時間到后，自動關閉。當該 TPDU到達對方后，收方也回送一個 DR TPDU，并同時啟動定時器以防止其 DR TPDU丟失。最后，當 ACK TPDU抵達目的地后，接收方也釋放連接。 436 中國科學技術大學 遠程教育 圖 b表示，如果最后的 ACK(確認 )TPDU丟失，就需要用定時器來補救。 圖 c表示，當?shù)诙€ DR(響應的 DR)丟失的情形。從圖 c中可以看到這種情況下是如何工作的，假設第二次沒有任何 TPDU丟失，并且所有 TPDU都正確、及時地到達目的地。除了假設由于丟失 TPDU使所有重發(fā)DR的嘗試均失敗以外，其他情況與圖 c完全相同。同時，接收方 (被動釋放連接的一方 )因為定時器超時也釋放掉連接。但理論上當?shù)谝粋€ DR和所有 N次重發(fā)均被丟失的情況下，該協(xié)議便會失敗。這種情況將導致一個半接通的連接。這樣，如果一方已經(jīng)釋放了連接，那么另一方將檢測不到對方的活動因而也斷開連接。如果該定時器超時，就發(fā)送一個偽 TPDU，目的只是不讓對方釋放連接。 438 中國科學技術大學 遠程教育 最大報文段長度 MSS 應用程序進程之間建立起連接后，就將進行真正的數(shù)據(jù)傳輸。在接收端，這些報文段被重組。 最大報文長度 (MSS)：報文段大小的上限。因此， TCP接收到應用程序的數(shù)據(jù)后，將其分割的報文段不能超過 536字節(jié)這一上限。這個 MSS是接收方發(fā)送給發(fā)送方的，指明了服務器可能接收的最大值 X。 439 中國科學技術大學 遠程教育 TCP可靠傳輸 TCP提供面向連接的字節(jié)流傳輸。 面向連接的傳輸協(xié)議要求對每一個報文都要進行確認，未經(jīng)確認的報文被當作是錯誤報文。 ? TCP連接是全雙工和點到點的。 ? 點到點的意思是每個連接只有兩個端點。 440 中國科學技術大學 遠程教育 TCP采用的可靠性技術 可靠性傳輸包括以下四個含義： 差錯控制 序列控制 丟失控制 重復控制 441 中國科學技術大學 遠程教育 TCP流量控制及擁塞控制 流量控制 TCP采用信用量機制進行流量控制。發(fā)方數(shù)據(jù)到達時先放到緩沖區(qū)中，然后再發(fā)送；收方收到數(shù)據(jù)后，也是先放進緩沖區(qū)，然后在適當?shù)臅r候由 TCP實體交給應用程序處理。 接收方通過將緩沖區(qū)的剩余空間大小放入 window size域來通知發(fā)送方，發(fā)送方每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量不能超過 wi