5章运输层.pptVIP

第 5 章 运输层 5.1 运输层协议概述5.1.1 进程之间的通信 进程是正在运行的一个程序。 当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功能进行端到端的通信时，只有位于网络边缘部分的主机的协议栈才有运输层，而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到下三层的功能，如下图所示： 运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信 应用进程之间的通信 　　 运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交到运输层，再往下就共用网络层提供的服务。 　　 “运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的意思是：运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接。 运输层协议和网络层协议的主要区别 当运输层采用面向连接的TCP协议时，尽管下面的网络是不可靠的，但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。 但当运输层采用无连接的UDP协议时，这种逻辑通信信道仍然是一条不可靠信道。 5.1.2 运输层的两个主要协议 TCP/IP 的运输层有两个不同的协议： (1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol) TCP/IP 体系中的运输层协议 TCP 与 UDP UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。 TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。 使用UDP和TCP协议的各种应用和应用层协议 如表5－1所示： 5.1.3 运输层的端口 复用：应用层所有的应用进程都可以通过运输层再传送到IP层，这就是复用。 分用：运输层从IP层收到数据后必须交付给指明的应用进程，这就是分用。　 在单个计算机中的进程是用进程标识符来标志的，但是在因特网环境下，用计算机操作系统所指派的这种进程标识符来标志运行在应用层的各种应用进程是不行的。 　这是因为在因特网上使用的计算机的操作系统种类很多，而不同的操作系统又使用不同格式的进程标识符。 　为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，就必须用统一的方法对 TCP/IP 体系的应用进程进行标志。 方法就是在运输层使用协议端口号(protocol port number)，或简称为端口(port)。 这就是说：虽然通信的终点是应用进程，但我们只要把要传送的报文交到目的主机的某一个合适的目的端口，剩下的工作（即最后交付给目的进程）就由 TCP 来完成。 软件端口与硬件端口 在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口。 路由器或交换机上的端口是硬件端口。 硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，而软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。 TCP 的端口 端口用一个 16 位端口号进行标志。 端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的。 运输层的端口号分为两大类 1、服务器端使用的端口号： 　（1）熟知端口号或系统端口号，数值一般为 0~1023。 　（2）登记端口号，数值为1024~49151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。使用这个范围的端口号必须在 IANA 登记，以防止重复。 2、客户端使用的端口号：叫客户端口号或短暂端口号，数值为49152~65535，留给客户进程选择暂时使用。 5.2 用户数据报协议 UDP 5.2.1 UDP 概述 UDP 只在 IP 数据报服务之上增加了很少一点的功能，即： 复用 分用 差错检测 UDP 的主要特点 1、UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。 2、UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。 3、UDP 是面向报文的。 UDP 的主要特点（续）3、面向报文的 UDP 发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。 应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次发送一个报文。 接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。 应用程序必须选择合适大小的报文。 UDP