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西北工业大学软件与微电子学院 11.1 TCP/IP介绍 早期的协议族 全球范围 一、TCP/IP协议族历史 TCP/IP 的起源可以追溯到由美国国防部 (DoD) 高级研究计划局 (DARPA) 在二十世纪六十年代后期和七十年代早期进行的研究。 ?1970 年，ARPANET 主机开始使用网络 控制协议 (NCP)，这就是后来的传输控制 协议 (TCP) 的雏形。 ? 1972 年，Telnet 协议推出。Telnet 用于终端仿真以连接相异的系统。在二十世纪七十年代早期，这些系统使用不同类型的主机。 ? 1973 年，文件传输协议 (FTP) 推出。 FTP 用于在相异的系统之间交换文件。 ?1974 年，传输控制协议 (TCP) 被详细规 定下来。TCP 取代 NCP，它为人们提供 了更可靠的通信服务。 ?1981 年，Internet 协议 (IP)（又称 IP 版本 4 [IPv4]）被详细规定下来。IP 为端到端传递提供寻址和路由功能。 ?1982 年，国防通信署 (DCA) 和 ARPA 建立了传输控制协议 (TCP) 和 Internet 协议 (IP) 作为 TCP/IP 协议套件。 ?1983 年，ARPANET 将 NCP 替换为 TCP/IP。 ? 1984 年，域名系统 (DNS) 推出。DNS 可将域 名（如 ）解析为 IP 地址（如 8）。 ?1995 年，Internet 服务提供商 (ISP) 开始向企业和个人提供 Internet 接入。 ?1996 年，超文本传送协议 (HTTP) 推出。万维 网使用 HTTP。 ?1996 年，第一套 IP 版本 6 (IPv6) 标准发布。 二、TCP/IP 模型与ISO/OSI模型比较 三、传输层概述 TCP/IP的传输层 TCP/IP在传输层的协议有TCP和UDP两种 TCP：面向连接的、高可靠性、可重传、在目的地重组报文 UDP：无连接的、不可靠的、无确认机制、无流控、不重组、传输报文、不提供软件级检查 面向连接：在进行数据通讯前，先建立一个连接，例：电话系统 无连接：称为分组交换方式，分组数据可能经由不同路径从源到目的，例：邮政系统 面向连接 传输层的必要性和功能 必要性 网络层的分组传输是不可靠的。 无法了解数据到达终点的时间 无法了解数据未达终点的状态。 有必要增强网络层提供服务的服务质量。 功能 为应用进程提供端到端的连接服务。 建立连接 数据传输 释放连接 流量控制和差错控制 11.1.2 会话的建立 释放连接 两种释放连接的方法 非对称式：发送释放请求后单方面地终止连接，存在丢失数据的危险； 对称式：各自独立地发出释放连接请求，收到对方的释放确认后才可以释放连接。 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。 11.1.3解决连接问题的方法 三次握手方案(three-way handshake) A 发出序号为X的建链请求CR TPDU； B 发出序号为Y的接受建链CC TPDU，并确认A的序号为X的建链请求； A 发出序号为X+1的第一个连接建立成功，并确认B的序号为Y+1的接受建链。 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。 对于重复的连接请求CR 对于重复的连接请求CR和重复的确认ACK 三次握手方案 TCP 三次握手 TCP 三次握手 TCP 三次握手 TCP 三次握手 DoS（拒绝服务攻击） 11.2流量控制 流量控制和缓存 流量控制(Flow Control )：传输层利用可变滑动 窗口协议来实现流控。所谓可变滑动窗口协议，是 指发送方的发送窗口大小是由接收方根据自己的实 际缓存情况给出的。为了避免控制TPDU丢失导致 死锁，主机应该周期性的发送TPDU。 缓存(Buffering)：由于网络层服务是不可靠的， 传输层实体必须缓存所有连接发出的TPDU，而且 为每个连接单独做缓存，便于重传。接收方的传输 层实体既可以做也可以不做缓存。 窗口 TCP 简单确认 TCP 简单确认 TCP 简单确认 TCP 简单确认 TCP 简单确认 TCP 简单确认 TCP 简单确认 滑动窗口 = 1 11.2.1 TCP 顺序号和确认号 TCP 顺序号和确认号 TCP 顺序号和确认号 TCP 顺序号和确认号 TCP 窗 口 TCP 窗 口 TCP 窗 口 TCP 窗 口 TCP 窗 口 窗口 滑动窗口 11.2.2 TCP 数据格式 11.2.3 UDP 数据格式 没有顺序号和确认号 TCP和UDP的数据格式比较 TCP和UDP的比较 TCP在端用户的应用之间提供了一条虚电路。 TCP具有如下的特点： 面向连接 可靠的 可将发出的报文(messag