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第7章 传输层 第7章 传输层 7.1 概述 7.2 传输协议的要素 7.3 用户数据报协议UDP 7.4 传输控制协议TCP（重点、难点） 7.1 概述 从通信和信息处理的角度看，传输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。 从传输层的角度来看，通信的真正端点并不是主机，而是主机中的应用进程。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。 7.1.1 传输层功能 连接管理 流量控制 差错检测 对用户请求的响应 建立无连接或面向连接的通信。 1. 连接管理 连接建立 在数据传送开始时，发送方和接收方的应用进程都要通知各自的操作系统初始化一个连接，一台主机发起的连接必须被另一台主机接收才行。当所有的同步操作完成之后，一个连接就建立了，数据传输也就开始了。 数据传输 在传输过程中，两台主机还需要继续通过协议软件来验证数据是否被正确接收。 连接释放 数据传输完成后，发送端主机发送一个数据传输结束的标识。接收端主机在数据传输完成后确认数据传输结束，连接终止。 2. 流量控制 流量控制就是以网络普遍接受的速度发送数据，从而防止网络拥塞造成数据包的丢失。 传输层和数据链路层的流量控制区别在于： 传输层定义了端到端用户之间的流量控制 数据链路层定义了点到点（两个中间相邻节点）的流量控制。 3. 差错检测 数据链路层的差错检测功能提供了点到点的链路传输的可靠，但无法保证端到端（源节点和目的节点之间）的传输的可靠性。而传输层的差错检测机制会检测到这种的错误。 4. 对用户请求的响应 对用户请求的响应包括对发送和接收数据请求的响应，以及特定请求的响应，如用户可能要求高吞吐率、低延迟或可靠的服务。 5. 建立无连接或面向连接的通信 提供面向连接和无连接的传输层服务。 根据应用程序的不同需求，传输层需要有两种不同的传输协议，即无连接的 UDP 和面向连接的 TCP 。 7.2 传输层编址——端口 传输层要解决应用进程之间通信的问题，而且应用层可以同时存在多个进程。在进程通信的意义上，网络通信的最终地址就不只是主机地址了，还应包括可以关联进程的某种标识符。为此，传输层使用了协议端口的概念，简称端口。 端口就是传输层服务访问点TSAP。 端口的作用 端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给传输层，以及让传输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。 从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程。 UDP和TCP都使用了端口（port）进行寻址。端口是一个很重要的概念，因为在通信时，只有找到了端口，才能最后找到我们所要找的目的进程。 端 口 端口用一个 16 位二进制比特进行标识。 由于 TCP 和 UDP 是完全独立的两个软件模块，它们的端口也相互独立，可以同号。 端口可以分为三大类： 熟知端口 注册端口 熟知端口 熟知端口又成为保留端口，由 IANA（互联网地址指派机构）以全局方式进行统一分配并公之于众。 熟知端口分配给服务器进程使用，每一种标准的服务器都分配有一个全局公认的端口号。 熟知端口只占一小部分， TCP 和 UDP 均规定，号码为0~1023的端口才能作为熟知端口。 常见的熟知端口 注册端口 这些端口并非固定的捆绑于某一服务，而是松散地绑定于一些服务，即有许多服务绑定于这些端口，操作系统将这些端口动态的分配给各个进程，同一进程两次分配有可能分配到不同的端口。 不过一些应用于程序并不愿意使用操作系统分配的动态端口 他们有其自己喜欢的“固定”端口，如QQ客户端的4000端口，木马冰河的7626 端口等都是固定而出名的； 7.3 TCP/IP传输层的两个主要协议 TCP/IP 的传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 与 UDP 传输协议数据单元：两个对等传输实体在通信时传送的数据单位叫作传输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 TCP 传送的协议数据单元是 TCP 报文段(segment)。 UDP 传送的协议数据单元是 UDP 报文或用户数据报。 TCP 当传输层采用面向连接的 TCP 协议时，尽管下面的网络层是不可靠的（只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。 由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的传输服务，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。