第7章：传输层祥解.ppt

计算机网络（第2版） 吴功宜 编著 第7章 传输层 本章学习要求： 理解：网络环境中分布式进程通信的基本概念 掌握：进程相互作用的Client/Server模型 掌握：传输层的基本功能与服务质量 掌握：用户数据报协议UDP 掌握：传输控制协议TCP 7.1 网络环境中分布式进程通信的基本概念 传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一。 从通信和信息处理的角度看，传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，同时也是用户功能中的最低层。 当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功能进行端到端的通信时，只有位于网络边缘部分的主机的协议栈才有传输层，而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到下三层的功能。 从传输层的角度来看，通信的真正端点并不是主机，而是主机中的应用进程。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。 7.1 网络环境中分布式进程通信的基本概念 应用进程之间的通信 两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 传输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交到传输层，再往下就共用网络层提供的服务。 “传输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的意思是：传输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事实上这两个传输层之间并没有一条水平方向的物理连接。 传输层协议和网络层协议的差异 传输层为应用进程之间提供逻辑通信，而网络层是为主机之间提供逻辑通信，如下图所示。 此外，传输层还要对收到的报文进行差错检测。在IP数据报中只对首部进行差错检测，对数据部分并不进行检查。 其次，根据应用的不同传输层需要有两种不同的协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。网络层无法同时实现这两种协议。 传输层协议和网络层协议的主要区别 网络层及以下的各层实现了网络中主机之间的通信，但是数据通信不是最终的目的; 计算机网络最本质的活动是分布在不同地理位置的主机之间的进程通信，以实现各种网络服务功能; 设置传输层的主要目的就是要实现分布式进程通信。 7.1.1 单机系统中的进程通信方法 进程和进程通信是操作系统中的一个最基本的概念； 程序是一个在时间上按照严格次序的前后相继的操作序列，是一个静态的概念； 进程是一个动态的概念，它是一个程序对某个数据集的执行过程； 正在运行的进程叫做运行态； 等待分配CPU的进程叫做就绪态； 等待其它的条件的进程叫做等待态； 进程状态反映出进程执行过程的变化； 要保证系统正常地工作，操作系统必须对进程的创建、撤消与状态转换进行控制； 从进程的观点看，操作系统的核心则是控制和协调这些进程的运行，解决进程之间的通信。 在解决单机环境下操作系统的进程通信中： BSD UNIX 引入了管道（pipe）、命名管道（named pipe）和软中断信号（signal）机制； ATT UNIX引入了消息（message）、共享存储区（shared memory）和信号量（semaphore）等； UNIX系统的消息、共享存储区和信号量统称为进程通信（inter process communication，IPC）机制； IPC机制也不适应于网络环境中的进程通信。 7.1.2 网络环境中分布式进程通信的特点 用一句最简单的话去描述计算机网络，那就是： 计算机网络是分布在不同地理位置的多台独立的计算机系统的集合； “独立的计算机系统”意味着连网的每一台计算机的操作与资源是由自己的操作系统所管理； 用户共享的网络资源及网络所能提供的服务功能最终是通过网络环境中的分布式进程通信来实现的。 网络环境中的进程通信与单机系统内部的进程通信的主要区别：网络中主机的高度自治性； 不是在同一个主机系统之中，没有一个统一的高层进行控制与管理； 网络中一台主机对其它主机的 ? 活动状态 ? 位于其它主机系统中的各个进程状态 ? 这些进程什么时间参与网络活动 ? 希望与网络中哪一台主机的什么进程通信一 概无从知道 1.网络环境中分布式进程通信需要解决： 进程命名与寻址方法 多重协议的识别 进程间相互作用的模式 2.网络环境中进程标识 在一台计算机中，不同的进程用进程号或进程标识（process ID）惟一地标识出来 网络环境中完整的进程标识应该是： ? 本地主机地址-本地进程标识 ? 远程主机地址-远程进程标识 进程地址也叫做端口号（port number） 3.多重协议