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第五章传输层与网络编程

ISO/OSI和TCP/IP协议模型信息对抗

传输层的概念传输层中有两个不同的协议：无连接的用户数据报协议（UDP）和面向连接的传输控制协议（TCP）。用TCP网IP）网接口UDP

5.1.1传输层的概念传输层的端到端通信过程：

5.1.2传输层的功能传输层为应用层的应用进程之间提供端到端的逻辑通信。需要实现以下几个功能。1．应用进程之间的寻址2．提供数据的可靠传输3．流量控制4．拥塞控制

5.1.3QoS服务质量服务质量（QoS）的好坏可以使用一组参数来描述。传输层的一个主要功能是增强网络层提供的服务质量。典型的服务质量参数包括以下一些。?连接建立延迟。?连接建立失败的概率。?吞吐率。?残余误码率。?安全保护。?优先级。?传输延迟。?恢复功能。

5.2.1端口端口用来惟一的标识主机中的每一个进程，是传输层中进程的地址。

常用端口号

5.2.1端口n在TCP/IP协议中，端口是一种软件结构，是传输层协议和应用层协议交互时的接口。n每个端口有个惟一的端口号n端口和应用进程是一一对应的。

5.2.1端口在TCP/IP体系结构中，传输层建立连接时采用了客户/服务器模式。主动发起连接建立的进程称为客户（Client），而被动等待连接建立的进程称为服务器（Server）。在通信时，服务器进程先运行，然后等待客户进程的请求。对于常用的服务，如Web服务、FTP服务等，这些服务使用的传输层协议和端口号都是固定的，通常把这类端口称为常用端口。其中，0～1023被分配给一些最常用的应用层程序。对于客户进程，操作系统通常会随机给它分配一个大于1024的端口号。

表5-1常用端口号和功能端口号网络协议传输层协议说明202125FTPTCPTCPTCP用于文件的数据接FTP用于文件的控制接SMTP用于送件的件5380DNSHTTPPOP3RPCTCP/UDP用于域名系TCPTCPUDP用于超文本110111用于接收件的局用于程用

TCP协议工作原理p为应用进程提供可靠的、全双工的、端到端的、面向连接的基于字节流的服务。

n连接:两个对等实体为实现数据通信而进行的一种结合。n面向连接是在一个应用程序开始传送数据到另一个应用程序之前，它们之间必须相互沟通，也就是它们之间需要相互传送一些必要的参数，以确保数据的正确传送。

TCP协议概述面向连接的服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。

TCP连接的建立与终止1．TCP连接的建立在TCP协议中，建立连接使用“三次握手”机制来完成。这种三次握手机制可以由一方发起同步握手过程，而另一方响应该同步过程，也可以是由通信双方同时发起连接的同步握手。

建立连接n假设主机A想与主机B建立TCP连接，主机A就发送连接请求（CR)及其初始报文号给主机B，这个消息段封装在IP数据包中，然后发送到因特网。n主机B接收到连接请求后之后就分配接收缓存和发送缓存给这个TCP连接，然后就给主机A回送一个确认连接（含B的初始报文号，对A的初始报文的确认号）。n主机A接收到这个回送消息段之后也分配接收缓存和发送缓存，然后就给主机B回送确认报文，这时主机A和主机B之间就建立了TCP连接，它们就可在这个连接上相互传送数据。n由于主机A和主机B之间连接要连续交换3次消息，因此把这种TCP连接建立的方法称为三次握手。

确认和重传n假设主机A和主机B之间有一个TCP连接，当主机A发送一个包含数据的报文时，它启动一个定时器后就等待主机B对这个报文的响应。n主机A在发送报文之后期待在一定的时间范围里接收到B的响应，这个期待的时间称为传输等待时间。n如果在等待时间之内没有接收到确认报文，主机A就重发包含数据的消息段。

TCP连接的建立与终止2．TCP连接的终止由于TCP连接是一个全双工的数据通道，一个连接的终止必须由通信双方共同完成。当通信的一方没有数据要发送给对方时，可以向对方发送关闭连接请求。这时，它虽然不再发送数据，但并不排斥在这个连接上继续接收数据。只有当通信的对方也递交了终止连接的请求后，这个TCP连接才会完全终止。在终止连接时，既可以由一方发起而另一方响应，也可以双方同时发起。无论怎样，收到终止连接请求的一方必须使用ACK字段给予确认。实际上，TCP连接的关闭过程也是一个三次握手的过程。

TCP报文结构nTCP报文是TCP层传输的数据单元n由标题和数据组成

TCP报文首部格式n源端口和目的端口：发送方和接收方的TCP端口号。源端口的16位用来识别本机TCP；目的端口的16位用来识别远程机器的TCP。n序号：该报文数据在发送方的数据流中的位置。当前时间值计算出一个数值作为起始序号