运输协议概述czjz.pptx

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1、运运 输输 层层运输协议运输协议运输协议运输协议(transport protocol)是整个网络体系结是整个网络体系结构中的关键之一。构中的关键之一。退出退出运输协议概述运输协议概述运输层向它上面的应用层提供通信服务运输层向它上面的应用层提供通信服务运输层向它上面的应用层提供通信服务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它属于面向通信部分的最高层用户功能中的最低层。用户功能中的最低层。运输层只存在于通信子网以外的主机中，在通信子网中没有运输层运输层只存在于通信子网以外的主机中，在通信子网中没有运输层，运输层为应用进程之间提供逻辑通信运输层为应用进程之间提供逻辑通信运输层

2、为应用进程之间提供逻辑通信运输层为应用进程之间提供逻辑通信端端端端端端端端网络层是为主机之间提供逻辑通信网络层是为主机之间提供逻辑通信网络层是为主机之间提供逻辑通信网络层是为主机之间提供逻辑通信点对点，点对点，点对点，点对点，OSI使用了简洁的抽象方法将运输层与其上下层之间的关系归纳使用了简洁的抽象方法将运输层与其上下层之间的关系归纳运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节运输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间它使应用进

3、程看见的就是好像在两个运输层实体之间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有一条端到端的逻辑通信信道有一条端到端的逻辑通信信道有一条端到端的逻辑通信信道，但这条逻辑通信信道，但这条逻辑通信信道对上层的表现却因运输层使用的不同协议而有很大的对上层的表现却因运输层使用的不同协议而有很大的差别。差别。当运输层采用面向连接的当运输层采用面向连接的当运输层采用面向连接的当运输层采用面向连接的TCPTCPTCPTCP协议时，尽管下面协议时，尽管下面协议时，尽管下面协议时，尽管下面的网络是不可靠的的网络是不可靠的的网络是不可靠的的网络是不可靠的(即只提供尽最大努力服务即只提

4、供尽最大努力服务)，但这，但这种逻辑通信信道就相当于种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道一条全双工的可靠信道一条全双工的可靠信道一条全双工的可靠信道。但。但当运输层采用当运输层采用无连接的无连接的无连接的无连接的UDPUDPUDPUDP协议协议协议协议时，这种逻辑通信信道时，这种逻辑通信信道则是一条则是一条不可靠信道不可靠信道不可靠信道不可靠信道。可靠信道画成一个管道，这意味着报文在这样的可靠信道画成一个管道，这意味着报文在这样的“管道管道”中运中运输时，可以做到无差错、按序输时，可以做到无差错、按序(接收的顺序和发送的顺序一样接收的顺序和发送的顺序一样)、无丢失和无重复。无丢失和无重复

5、。TCP/IP体系中的运输层体系中的运输层运输层中的两个协议运输层中的两个协议TCP/IP的的运运输输层层有有两两个个不不同同的的协协议议，它它们们都都是是因因特网的正式标准，即：特网的正式标准，即：（1）用户数据报协议用户数据报协议用户数据报协议用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)（2）传输控制协议传输控制协议传输控制协议传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)端口的概念端口的概念UDP和和TCP都都使使用用了了与与应应用用层层接接口口处处的的 端端端端 口口口口(port)与上层的应用进程进行通信。与上层的应用进程进行

6、通信。若若没有端口没有端口没有端口没有端口，运输层就无法知道数据应当交付给应用层的哪运输层就无法知道数据应当交付给应用层的哪运输层就无法知道数据应当交付给应用层的哪运输层就无法知道数据应当交付给应用层的哪一个进程一个进程一个进程一个进程。端口是用来标识应用层的进程。端口是用来标识应用层的进程。端口号分为两类。一类是由端口号分为两类。一类是由因特网指派名字和号码公司因特网指派名字和号码公司因特网指派名字和号码公司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负责分配给一些常用的应用层程序固定使用的熟知端口熟知端口熟知端口熟知端口(well-known port)，其数

7、值一般为，其数值一般为01023，见，见RFC 1700。例如，。例如，FTP用用21，TELNET用用23，SMTP用用25，DNS用用53，HTTP用用80，SNMP用用161，等。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一等。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口，否则其他的应用进程就无法和它进行交互。个熟知端口，否则其他的应用进程就无法和它进行交互。插口包括插口包括插口包括插口包括IPIPIPIP地址地址地址地址(32 bit)和和端口号端口号端口号端口号(16 bit)，共共共共48bit48bit48bit48bit。用户数据报协议用户数据报协议用户数据报协议用户数据报协

8、议UDPUDP 用户数据报的用途用户数据报的用途用户数据报的用途用户数据报的用途虽虽然然UDP用用户户数数据据报报只只能能提提供供不不可可靠靠的的交交付付，但但UDP在在某某些些方方面面有有其其特特殊的优点，例如：殊的优点，例如：（1）发发送送数数据据之之前前不不需需要要建建立立连连接接(当当然然发发送送数数据据结结束束时时也也没没有有连连接接需需要释放要释放)，因而减少了开销和发送数据之前的时延。，因而减少了开销和发送数据之前的时延。（2）UDP没没有有拥拥塞塞控控制制，也也不不保保证证可可靠靠交交付付，因因此此主主机机不不需需要要维维持持具具有有许许多多参数的、复杂的连接状态表。参数的、复

9、杂的连接状态表。（3）UDP用户数据报只有用户数据报只有8个字节的首部开销，比个字节的首部开销，比TCP的的20个字节的首个字节的首部要短。部要短。（4）由于）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。速率降低。用户数据报的格式用户数据报的格式用户数据报的格式用户数据报的格式用用户户数数据据报报UDP有有两两个个字字段段：数数据据字字段段和和首首部部字字段段。首首部部字字段段很很简简单单，只只有有8个个字字节节，由由4个个字字段段组组成成，每每个个字字段段都都是是两两个个字字节。各字段意义如下所述。节。各字段意义如下

10、所述。（1）源端口字段源端口字段源端口字段源端口字段：源端口号。：源端口号。（2）目的端口字段目的端口字段目的端口字段目的端口字段：目的端口号。：目的端口号。（3）长度字段长度字段长度字段长度字段：UDP用户数据报的长度。用户数据报的长度。（4）检验和字段检验和字段检验和字段检验和字段：防止：防止UDP用户数据报在传输中出错。用户数据报在传输中出错。传输控制协议传输控制协议TCPTCP是是TCP/IP体体系系中中面面向向连连接接的的运运输输层层协协议议，它它提供全双工的可靠交付的服务。提供全双工的可靠交付的服务。TCP报文段的首部报文段的首部一个一个 TCP报文段分为首部和数据两部分报文段分为

11、首部和数据两部分TCP报报文文段段首首部部的的前前20个个字字节节是是固固定定的的，后后面面有有4N字字节节是是根根据据需需要要而而增增加加的的选选项项(N必必须须是是整整数数)。因因此此TCP首部的最小长度是首部的最小长度是20字节。字节。首部固定部分各字段的意义如下所述。首部固定部分各字段的意义如下所述。（1）源端口和目的端口源端口和目的端口源端口和目的端口源端口和目的端口（2）序号序号序号序号（3）确认序号确认序号确认序号确认序号（4）数据偏移数据偏移数据偏移数据偏移（5）保留保留保留保留（6）紧急比特紧急比特紧急比特紧急比特URG(URGent)（7）确认比特确认比特确认比特确认比特A

12、CKACKACKACK（8）推送比特推送比特推送比特推送比特PSH(PuSH)（9）复位比特复位比特复位比特复位比特RST(ReSeT)（10）同步比特同步比特同步比特同步比特SYN（11）终止比特终止比特终止比特终止比特FIN(FINal)（12）窗口窗口窗口窗口（13）检验和检验和检验和检验和（14）选项选项选项选项 TCP的数据编号与确认的数据编号与确认TCP协议是协议是面向字节面向字节面向字节面向字节的。的。TCP将所要传送的整个将所要传送的整个报文报文(这可能包括许多个报文段这可能包括许多个报文段)看成是看成是一个个字节组一个个字节组一个个字节组一个个字节组成的数据流成的数据流成的数

13、据流成的数据流，并并使每一个字节对应于一个序号使每一个字节对应于一个序号使每一个字节对应于一个序号使每一个字节对应于一个序号。TCP的的确确认认是是对对对对接接接接收收收收到到到到的的的的数数数数据据据据的的的的最最最最高高高高序序序序号号号号(即即收收到到的的数数据据流流中中的的最最后后一一个个序序号号)表表表表示示示示确确确确认认认认。但但接接收收端端返返回回的的确确认认序序号号是是已已收收到到的的数数据据的的最最高高序序号号加加1。也也就就是是说说，确确确确认认认认序序序序号号号号表表表表示示示示接接接接收收收收端端端端期期期期望望望望下下下下次次次次收收收收到到到到的的的的数数数数据据

14、据据中中中中的的的的第第第第一一一一个个个个数据字节的序号数据字节的序号数据字节的序号数据字节的序号。TCP的流量控制与拥塞控制的流量控制与拥塞控制为为了了提提高高报报文文段段的的传传输输效效率率，TCP采采用用大大小小可可变变的的滑滑动动窗窗口口进进行行流流量量控控制制。窗窗口口大大小小的的单单位位是是字字节节。在在TCP报报文文段段首首部部的的窗窗口口字字段段写写入入的的数数值值就就是是当当前前给给对方设置的窗口数值。对方设置的窗口数值。TCPTCP的运输连接管理的运输连接管理的运输连接管理的运输连接管理TCP是是面面向向连连接接的的协协议议。运运输输连连接接的的建建立立和和释释放放是是每

15、每一一次次面面向连接的通信中必不可少的过程。向连接的通信中必不可少的过程。在连接建立过程中要解决以下三个问题。在连接建立过程中要解决以下三个问题。（1）要使每一方能够确知对方的存在。）要使每一方能够确知对方的存在。（2）要要允允许许双双方方协协商商一一些些参参数数(如如最最大大报报文文段段长长度度，最最大大窗窗口大小，服务质量等口大小，服务质量等)。（3）能能够够运运输输实实体体资资源源(如如缓缓存存大大小小，连连接接表表中中的的项项目目等等)进行分配。进行分配。TCP的的连连接接和和建建立立都都是是采采用用客客户户服服务务器器方方式式。主主动动发发起起连连接接建建立立的的进进程程叫叫做做客客

16、户户(client)，而而被被动动等等待待连连接接建建立立的的进进程程叫叫做做服务器服务器服务器服务器(server)。TCP的有限状态机的有限状态机为为了了管管理理因因特特网网，在在网网络络管管理理中中心心设设有有管管管管理理理理信信信信息息息息库库库库MIB(Management Information Base)。管管理理信信息息库库存存放放着着各各主主机机的的TCP连连连连接接接接表表表表(Connection Table)，TCP连连接接表表对对每每个个连连接接都都登登记记了了其其连连接接信信息息。除除本本地地和和远远地地的的IP地地址址和和端端口口号号外外，还还要要记记录录每每一一个个连连接接所所处处的的状态。状态。