[互联网]计算机网络课件 第六章 传输层.ppt

计算机网络技术 第六章 运输层 6.1 运输层功能概述 6.2 TCP/IP体系中的运输层 6.3 传输控制协议TCP 6.4 用户数据报协议UDP 6.1 运输层功能概述 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。 运输层的主要功能 运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）。 运输层对收到的报文进行差错检测。 运输层提供两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP。 6.2 TCP/IP体系中的运输层 6.2.1 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 传送的数据单位是 TCP 报文段(segment)。 UDP 传送的数据单位是 UDP 报文或用户数据报。 6.2.2 端口的概念 “端口”是英文port的意译，作为计算机术语“端口”被认为是计算机与外界通信交流的出入口。 端口用一个 16 位（64K个）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。 端口在进程之间的通信中所起的作用 三类端口 （1）熟知端口，其数值一般为 0~1023。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。 (2) 登记端口，其数值为 1024~49151。这类端口是 ICANN （因特网指派名字和号码公司）控制的，使用这个范围的端口必须在 ICANN 登记，以防止重复。 (3) 动态端口，其数值为 49151~65535。这类端口是留给客户进程选择作为临时端口。 6.3 传输控制协议TCP 6.3.1 TCP报文段的格式 TCP通过报文段的交互来建立连接、传输数据、发出确认、进行差错控制、流量控制及关闭连接。报文段分为两部分，即报文段头和数据，所谓报文段头就是TCP为了实现端到端可靠传输所加上的控制信息，而数据则是指由高层即应用层来的数据。 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。 6.3.2 TCP的序号与确认 TCP协议是面向字节的。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。 6.3.3 TCP的运输连接管理 TCP连接包括建立连接、数据传输和拆除连接三个过程。TCP通过TCP端口提供连接服务，最后通过连接服务来接收和发送数据。 TCP使用三次握手协议来建立连接。连接可以由任何一方发起，也可以由双方同时发起。一旦一台主机上的TCP软件已经主动发起连接请求，运行在另一台主机上的TCP软件就被动地等待握手。 用三次握手建立 TCP 连接 TCP 的连接释放过程 思考： 为什么突然释放运输连接可能会丢失用户数据，而使用TCP的连接释放方法就可以保证不丢失数据？ TCP连接状态 TCP连接的建立： LISTENING：服务器端侦听来自客户端的TCP端口的连接请求。 SYN-SENT：客户端在发送连接请求后等待匹配的连接请求。 SYN-RECEIVED：服务器端在收到连接请求后发送连接请求的确认。 ESTABLISHED：代表一个打开的连接。 TCP连接的关闭： FIN-WAIT-1：等待TCP连接中断请求。 CLOSE-WAIT：等待从客户端发来的连接中断请求。 FIN-WAIT-2：等待服务器端的连接中断请求。 LAST-ACK：服务器处于此状态时它会向客户端发送自身FIN。 TIME-WAIT：客户端等待足够的时间以确保服务器端接收到连接中断请求的确认。 CLOSED：没有任何连接状态。 6.3.4 TCP的流量控制 TCP采用大小可变的滑动窗口机制实现流量控制功能。窗口的大小是字节。在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置发