【正文】 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 。 UDP 的主要特點 ? UDP 是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。 ? UDP 是面向報文的。 ? UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信。 面向報文的 UDP ? 發(fā)送方 UDP 對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付 IP 層。 ? 應用層交給 UDP 多長的報文， UDP 就照樣發(fā)送，即一次發(fā)送一個報文。 ? 應用程序必須選擇合適大小的報文。首部字段有 8 個字節(jié)，由 4 個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。 偽首部僅僅是為了計算檢驗和 。 ? 每一條 TCP 連接只能有兩個 端點(endpoint)，每一條 TCP 連接只能是 點對點 的（一對一）。 ? TCP 提供 全雙工 通信。 7 6 8 H ? TCP 面向流的概念 ? 發(fā)送 TCP 報文段 發(fā)送方 接收方 把字節(jié)寫入 發(fā)送緩存 從接收緩存 讀取字節(jié) 應用進程 應用進程 1 2 3 0 18 17 16 15 14 19 20 21 4 5 13 12 11 H 10 9 H 加上 TCP 首部 構(gòu)成 TCP 報文段 TCP TCP 字節(jié)流 字節(jié)流 H 表示 TCP 報文段的首部 x 表示序號為 x 的數(shù)據(jù)字節(jié) TCP 連接 應當注意 ? TCP 連接是一條虛連接而不是一條真正的物理連接。 ? TCP 根據(jù)對方給出的窗口值和當前網(wǎng)絡擁塞的程度來決定一個報文段應包含多少個字節(jié)（ UDP 發(fā)送的報文長度是應用進程給出的）。 TCP 也可等待積累有足夠多的字節(jié)后再構(gòu)成報文段發(fā)送出去。 ? 每一條 TCP 連接有兩個端點。 TCP 連接的端點叫做 套接字 (socket)或 插口 。 套接字 (socket) 套接字 socket = (IP地址 : 端口號 ) (51) ? 每一條 TCP 連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。 ? socket API 中使用的一個函數(shù)名也叫作 socket。 ? 調(diào)用 socket 函數(shù)時其返回值稱為 socket 描述符 ，可簡稱為 socket。 可靠傳輸?shù)墓ぷ髟? 停止等待協(xié)議 (a) 無差錯情況 A 發(fā)送 M1 確認 M1 B 發(fā)送 M2 發(fā)送 M3 確認 M2 確認 M3 A 發(fā)送 M1 B 超時重傳 M1 發(fā)送 M2 確認 M1 丟棄有差錯 的報文 ? (b) 超時重傳 t t t t 請注意 ? 在發(fā)送完一個分組后，必須暫時保留已發(fā)送的分組的副本。 ? 超時計時器的重傳時間應當比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些。 ? 這種可靠傳輸協(xié)議常稱為 自動重傳請求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。接收方不需要請求發(fā)送方重傳某個出錯的分組 。 TD RTT A TD + RTT + TA B t t 信道的利用率 U ADDTTTU???RTT(53) 流水線傳輸 ? 發(fā)送方可 連續(xù)發(fā)送 多個分組，不必每發(fā)完一個分組就停頓下來等待對方的確認。 B t t A 連續(xù) ARQ 協(xié)議 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (a) 發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是 5） 發(fā)送窗口 (b) 收到一個確認后發(fā)送窗口向前滑動 向前 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 發(fā)送窗口 累積確認 ? 接收方一般采用 累積確認 的方式。 ? 累積確認有的優(yōu)點是：容易實現(xiàn)，即使確認丟失也不必重傳。 GobackN（回退 N） ? 如果發(fā)送方發(fā)送了前 5 個分組，而中間的第 3 個分組丟失了。發(fā)送方無法知道后面三個分組的下落，而只好把后面的三個分組都再重傳一次。 ? 可見當通信線路質(zhì)量不好時，連續(xù) ARQ 協(xié)議會帶來負面的影響。 ? TCP 的可靠傳輸機制用 字節(jié)的序號 進行控制。 ? TCP 兩端的四個窗口經(jīng)常處于 動態(tài)變化之中。需要使用特定的算法估算較為合理的重傳時間。端口是運輸層與應用層的服務接口。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 序號字段 ——占 4 字節(jié)。序號字段的值則指的是本報文段所發(fā)送的數(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 位 0 8 16 24 31 填 充 數(shù)據(jù)偏移（即首部長度） ——占 4 位，它指出 TCP 報文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報文段的起始處有多遠。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 保留字段 ——占 6 位，保留為今后使用，但目前應置為 0。它告訴系統(tǒng)此報文段中有緊急數(shù)據(jù)，應盡快傳送 (相當于高優(yōu)先級的數(shù)據(jù) )。當 ACK ? 0 時，確認號無效。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 復位 RST (ReSeT) —— 當 RST ? 1 時，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴重差錯（如由于主機崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運輸連接。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 終止 FIN (FINis) —— 用來釋放一個連接。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 窗口字段 —— 占 2 字節(jié)，用來讓對方設置發(fā)送窗口的依據(jù)，單位為字節(jié)。 檢驗和字段檢驗的范圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分 。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 緊急指針字段 —— 占 16 位 ， 指出在本報文段中緊急數(shù)據(jù)共有多少個字節(jié) （ 緊急數(shù)據(jù)放在本報文段數(shù)據(jù)的最前面 ） 。 TCP 最初只規(guī)定了一種選項 ， 即 最大報文段長度 MSS。 ” MSS (Maximum Segment Size) 是 TCP 報文段中的 數(shù)據(jù)字段 的最大長度。 其他選項 ? 窗口擴大選項 ——占 3 字節(jié)，其中有一個字節(jié)表示移位值 S。 ? 時間戳選項 ——占 10 字節(jié)，其中最主要的字段時間戳值字段（ 4 字節(jié)）和時間戳回送回答字段（ 4 字節(jié)）。 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 位 0 8 16 24 31 填 充 填充字段 —— 這是為了使整個首部長度是 4 字節(jié)的整數(shù)倍 。 發(fā)送緩存 最后被確認 的字節(jié) 發(fā)送應用程序 發(fā)送緩存 最后發(fā)送 的字節(jié) 發(fā)送窗口 已發(fā)送 TCP 序號增大 接收緩存 接收應用程序 已收到 接收窗口 TCP 接收緩存 下一個讀取 的字節(jié) 序號增大 下一個期望收到的 字節(jié)（確認號） 發(fā)送緩存與接收緩存的作用 ? 發(fā)送緩存用來暫時存放： ? 發(fā)送應用程序傳送給發(fā)送方 TCP 準備發(fā)送的數(shù)據(jù)； ? TCP 已發(fā)送出但尚未收到確認的數(shù)據(jù)。 需要強調(diào)三點 ? A 的發(fā)送窗口并不總是和 B 的接收窗口一樣大（因為有一定的時間滯后）。通常是先臨時存放在接收窗口中，等到字節(jié)流中所缺少的字節(jié)收到后，再按序交付上層的應用進程。 超時重傳時間的選擇 ? 重傳機制是 TCP 中最重要