[工学]chapter5 运输层.ppt

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[工学]chapter5 运输层

第 5 章 运输层 5.1 运输层协议概述 5.2 用户数据报协议 UDP 5.3 传输控制协议 TCP 5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信 从通信和信息处理的角度看,运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。 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 两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 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。 运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道 5.1.2 运输层中的两个协议 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 与 UDP 两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段(segment) UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。 TCP 与 UDP TCP 提供面向连接的服务。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。 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。 端口在进程之间的通信中所起的作用 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。 5.2 用户数据报协议 UDP 5.2.1 UDP 概述 UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能,即端口的功能和差错检测的功能。 虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付,但 UDP 在某些方面有其特殊的优点。 5.2.2 UDP 用户数据报的首部格式 TCP 的首部格式 TCP 报文段分为首部和数据两部分。 TCP 的全部功能都体现在它首部中各字段的作用。 TCP 报文段首部的前 20个字节是固定的,后面有 4N 字节是根据需要而增加的选项(N 必须是整数)。因此 TCP 首部的最小长度是 20 字节。 窗口字段 —— 占 2 字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量,单位为字节。TCP 连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小,然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。 5.3.3 TCP 的数据编号与确认 TCP 将所要传送的报文看成是字节组成的数据流,并使每一个字节对应于一个序号。 在连接建立时,双方要商定初始序号。TCP 每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。 TCP 的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。接收方返回的确认号是已收到的数据的最高序号加 1。因此确认号表示接收方期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。 TCP 首部 20 字节 固定 首部 目 的 端 口 数据 偏移 检 验 和 选 项 (长 度 可 变) 源 端 口 序 号 紧 急 指 针 窗 口 确 认 号 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 复位位 RST (ReSeT) —— 当 RST ? 1 时,表明 TCP 连接中出现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因),必须释放连接,然后再重新建立运输连接。 TCP 首部 20 字节 固定 首部 目 的 端 口 数据 偏移 检 验 和 选 项 (长 度 可 变) 源 端 口 序 号 紧 急 指 针 窗 口 确 认 号 保 留 F I N S Y N R S T P S H A C K U R G 位 0 8

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