教学课件第6章 传输层.ppt

第六章 传输层n 学习目标理解传输层在网络体系结构中所处位置掌握传输层的要素重点掌握TCP/IP的端口机制了解TCP协议的特点掌握TCP协议的报文格式重点掌握TCP协议的连接管理掌握TCP协议的确认重传机制以及流量控制了解UDP协议的特点掌握UDP协议的报文格式第六章 传输层n6.1 传输层概述n6.2 传输控制协议n6.3 用户数据包协议6.1 传输层概述n6.1.1 传输层的位置数据链路层处理单条物理介质上的传输问题，而传输层处理跨网络传输的问题。n6.1.2 传输层要素为屏蔽网络细节，向上层应用提供可靠的传输服务，传输层需要具有几个要素：传输层寻址、连接管理、差错控制和流量控制。n6.1.3 Internet传输层TCP与UDP Internet上常见应用对TCP和UDP的使用情况 n端口机制 TCP与UDP通过端口机制来区分不同的应用。TCP和UDP使用16位的端口号，这样每台主机上就有65536（64K）个端口号可供分配 。首先同一台主机上的端口号不能重复使用，如果两个进程使用同一个端口号，就不能起到端口的区分作用了 。其次，通信的一方要能知道另一方的正确端口 。 nInternet上的熟知端口 6.2 传输控制协议传输控制协议TCPn6.2.1 TCP特点可靠的传输 面向连接 数据流式传输 全双工 较强的适应性 n6.2.2 TCP报文段格式TCP报文段分为TCP首部和TCP数据两部TCP首部的前20个字节是固定部分，后面4N个字节是根据需要增加的选项（N为整数）。首部各字段的意义如下：源端口与目的端口各占2个字节。如前面端口机制所述，这两个字段标明了产生该TCP段的发送进程和接收该报文段的目的进程。序号占4个字节，该字段标明数据部分的第一个字节在字节流中的编号。 确认号 占4个字节。该字段是对“输入”数据流的反馈，向对方声明已经正确收到了哪些数据。 数据偏移 占4个bit。该字段也被称为“头部长度”，标明了数据部分距TCP段的起始处有远。 保留 占6个bit。该字段保留为将来使用，目前该字段并未使用，应置为全0。紧急比特 当URG=1时说明有紧急数据，需要马上进行发送。 确认比特 当ACK=1时，确认号字段才有效。当不需要确认时ACK=0，此时确认号字段无效。推送比特 当PSH =1时，TCP不等待缓冲区满就发送数据。复位比特 当RST =1时，表明TCP连接中出现了严重错误 ，必须马上释放连接。 同步比特 同步比特用来在连接建立时双方同步序列号。终止比特用来释放连接。 窗口占2个字节。通过该字段向对方声明接收缓存还有多少剩余空间，即告诉对方自己的接收能力。 校验和 占2字节，是为了确保高可靠性而设置的，用来检验首部和数据部分以及伪首部之和。 n 6.2.3 TCP的连接管理连接的建立 在连接建立过程中，一般由客户端主动发起连接请求，而服务器端被动建立连接。双方都要向对方发送初始序列号并对对方的初始序列号进行确认。在连接建立阶段主要完成下面工作：（1）决定双方的初始序号。序号是TCP对数据排序的依据。（2）每一方确定对方的存在。（3）双方协商一些参数（如最大TCP段长度、最大窗口等）。（4）对一些传输过程中需要用到的资源（如收发缓冲区、记录状态的变量等）进行分配。n连接的释放 n6.2.4 TCP的确认与重传确认号的确定 为了保证数据传输的可靠性，TCP收到数据后会回发确认。回发的确认报文段里，确认号等于已经正确收到的最后一个字节的编号加1。 超时时间的计算 TCP每发送一个报文段，都将在重传队列中保存一个副本，同时TCP还要启动一个超时计时器。如果在超时时间之内收到确认，TCP认为传输成功，清除副本；如果当计时器设置的超时时间已到还没有收到确认，则TCP认为传输失败，并重新传送队列中的副本，直至及时收到确认为止。n6.2.5 TCP的缓存与流量控制滑动窗口的概念 TCP在发送方和接收方分别使用发送窗口和接收窗口对发送和接收过程进行控制。窗口大小的单位均为字节。发送窗口对应着发送方允许发送的数据长度；接收窗口对应着接收方允许接收的数据长度。n流量控制 TCP采用大小可变的窗口机制进行流量控制。TCP通过接收端控制发送端的方法进行流量控制。在数据传输过程中，接收方向发送方通告接收窗口的大小，发送方的TCP根据接收窗口的大小来决定在未收到确认时最多允许发送多少数据。 6.3 用户数据报协议用户数据报协议UDPn6.3.1 UDP特点UDP是不可靠的协议;UDP是无连接的协议 ;UDP是面向报文的协议 ;总之，UDP提供的是一种面向无连接的服务，它并不保证可靠的数据传输，不具有确认、重发等机制，而必须靠上层应用层的协议来处理这些问题。 6.3.2 UDP的报文格式