[理学]第六章 传输层.ppt

第6章 传输层 传输层的基本概念 传输控制协议 用户数据报传输协议 TCP和UDP的比较 6.1 传输层基本概念 引入传输层的原因 消除网络层的不可靠性； 提供从源端主机到目的端主机的可靠的、与实际使用的网络无关的信息传输 6.1.1 传输服务 传输实体（transport entity）：完成传输层功能的硬软件； 传输层实体利用网络层提供的服务向高层提供有效、可靠的服务； 传输层提供两种服务 面向连接的传输服务：连接建立，数据传输，连接释放 无连接的传输服务 1 ~ 4层称为传输服务提供者（transport service provider），4层以上称为传输服务用户（transport service user） TPDU传输协议数据单元 2、网络层地址与传输地址的关系 3、两种传输方式 面向连接与非连接的两种类型 面向连接：发送方与接收方传输数据需要经过建立连接、传输数据、释放连接三个过程 非连接：发送方无需事先建立连接，只要有数据需要发送，就直接发送 6.1.2 传输协议的要素 传输服务是通过建立连接的两个传输实体间所采用的传输协议来实现 与数据链路层协议功能相似，但由于运行的环境不同带来差异：传输层需要寻址、建立连接的过程复杂、对数据缓冲区与流量控制的方法有差别 1、寻址（Addressing） 方法：定义传输服务访问点TSAP（Transport Service Access Point），将应用进程与这些TSAP相连。在Internet中，TSAP为（IP address, local port）； 远方客户程序如何获得服务程序的TSAP？ 方法1：预先约定、广为人知的，象telnet是（IP地址，端口23）； 方法2：从名字服务器（name server）或目录服务器（directory server）获得TSAP 一个特殊的进程称为名字服务器或目录服务器（TSAP众所周知）； 用户与名字服务器建立连接，发送服务名称，获得服务进程的TSAP，释放与名称服务器的连接； 与服务进程建立连接。 两种编址方式 分级结构编址—层次型地址 由一系列将地址分为不相交分区的字段组成 地址=国家/网络/主机/端口 易于进行路径选择，但当用户或进程迁移时，必须重新分配地址 平面结构编址 其地址随机分配，不含任何路径信息 2、建立连接 网络可能丢失、重复包，特别是延迟重复包（delayed duplicates）的存在，导致传输层建立连接的复杂性； 解决延迟重复包的关键是丢弃过时的包； 引入三次握手协议 2、建立连接 2、建立连接 两次握手方案 A发出连接请求CR TPDU，B发回连接确认CC TPDU； 失败的原因：网络层会丢失、存储和重复包。 三次握手方案（three-way handshake） A 发出序号为X的CR TPDU； B 发出序号为Y的CC TPDU并确认A的序号为X的CR TPDU； A 发出序号为X+1的第一个数据TPDU，并确认B的序号为Y的CR TPDU 三次握手方案解决了由于网络层会丢失、存储和重复包带来的问题 3、释放连接 两种连接释放方法 非对称式：一方释放连接，整个连接断开，存在丢失数据的危险； 对称方式：每个方向的连接单独关闭，双方都执行DISCONNECT才能关闭整条连接 对称式：由于两军问题（two-army problem）的存在，可以证明不存在安全的通过N次握手实现对称式连接释放的方法； 但是在实际的通信过程中，使用三次握手 + 定时器的方法释放连接在绝大多数情况下是成功的。 6.2 传输控制协议 传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol） 面向连接的、可靠的、端到端的、基于字节流的传输协议； 6.2.1 TCP服务模型 应用程序访问TCP服务是通过在收发双方创建套接字来实现的； 套接字的地址是用（IP地址，主机端口号）来表示的。 每条连接用(套接字1,套接字2)来表示，是点到点的全双工通道； TCP不支持多播和广播； TCP连接是基于字节流的，而非消息流，消息的边界在端到端的传输中不能得到保留； 对于应用程序发来的数据，TCP可以立即发送，也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据。为了强迫数据发送，可以使用PUSH标记； 对于紧急数据，可以使用URGENT标记 TCP协议需要解决的主要问题 reliable transfer 滑动窗口 flow control 可变滑动窗口 慢启动（slow start）、拥塞避免（congestion avoidance）… connection management 建立连接：三次握手 释放连接：三次握手 + 定时器 6.2.2 TCP数据传输机制 TCP 协议 按