《计算机网络教程》（谢希仁著）PPT电子课件教案-第8章 运输层参考.ppt

第8章 运输层 运输协议概述 TCP/IP体系中的运输层 用户数据报协议UDP 传输控制协议TCP §8.1 运输协议概述 运输层在网络体系结构中的地位和作用 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。 运输层的功能： 1）严格地讲，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。运输层用来标识主机中的应用进程。 IP协议虽然能够把分组送到目的主机，但是无法交付给主机中的应用进程。 2）复用与分用：发送端应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交到运输层，再向下共用网络层提供的服务；接收端则进行分用处理。运输层提供主机内进程间的“逻辑通信”；而网络层则提供网络中主机间的“逻辑通信”。见书P229　图8－2,8－3。 3）运输层要对收到的报文进行差错检测，而网络层只检查数据报的首部。 运输层有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP，而网络层无法同时实现这两种协议。 运输层与其上下层之间的关系，见书P230　图8－4。 运输层向高层屏蔽了下面通信子网的细节（如拓扑结构、所采用的协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道，但这条逻辑信道因运输层使用的不同协议而有很大的差别。 运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道 §8.2 TCP/IP体系中的运输层 一、运输层中的两个协议 TCP/IP的传输层有2个不同的协议 ①用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol) ②运输控制协议TCP(Transmission Control Protocol) UDP在传送数据之前不需要建立连接，也不给出确认，提供不可靠服务，但效率高。如DNS，NFS中采用。 TCP在传送数据之前需要建立连接，需给出确认，提供可靠服务，但效率低。如FTP，Telnet中采用。 强调两点： （1）运输层的UDP用户数据报与网际层的IP数据报有很大的区别。IP数据报要经过互联网中许多路由器的存储转发，但UDP用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的。运输层看不见路由器，路由器也看不见UDP用户数据报，因为路由器只有下三层协议而没有运输层。 （2）TCP连接也和网络层中的虚电路完全不同。TCP报文段是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送，但TCP连接是可靠的全双工信道，不涉及到互联网中的路由器。这些路由器根本不知道上面的运输层建立了多少个TCP连接。然而在X.25建立的虚电路所经过的交换结点中，都要保存X.25虚电路的状态信息。 端口的概念 什么是端口？ 端口是运输层的地址，用来标识应用层的进程。 当传输层收到IP层交上来的数据（即TCP报文段或UDP数据报），就要根据其首部中的端口号来决定应当交给哪个应用进程。 端口在进程之间的通信中所起的作用如下图所示 端口是一个16比特的地址，并用端口号进行标识。 端口号分为两类，一类是因特网指派名字和号码公司ICANN负责分配给一些常用的应用层程序固定使用的熟知端口，其数值一般为0－1023。如：FTP用21，TELNET用23，SMTP用25，DNS用53，HTTP用80等。 另一类则是一般端口，用来随时分配给请求通信的客户进程。其数值大于1023 端口号与IP地址结合使用 TCP使用“连接”作为最基本的抽象，一个连接由它的两个端点来标识，这样的端点称为插口(socket),就是我们常说的“套接字”。 插口包括IP地址（32比特）和端口号（16比特），共48比特。 在整个因特网中，在传输层通信的一对插口必须是唯一的。 从上例可知： 使用面向连接的TCP，就是建立一条端到端的虚连接。形成一对插口（3；1501）和（5；25）。 §8.3 用户数据报协议UDP 8.3.1、用户数据报的用途 UDP只在IP的数据报服务之上增加了很少一点功能，就是端口的功能和差错检测的功能。 优点： ①发送数据之前不需要建立连接，因而减少了开销和发送数据之前的时延； ②UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付，因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态； ③UDP用户数据报只有8个字节的首部开销，比TCP的20个字节的首部要短； ④由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。 使用UDP和TCP协议的各种应用 各字段意义 源端口字段：源端口号。 目的端口字段：目的端口号。 长度字段：UDP用户数据报的长度。 检验和字段：防止UDP用户数据报在传输中出错。 在计算检验和时在UDP用户数据报之前要增加12个字节的伪首部。所谓“伪首部”是因为这种伪首部并不是UDP用户数据报真正的首部。只是在计算检验和时，临时和UDP用户数据报连接