第6章运输层 现代通信网 教学课件.pptVIP

第 6 章 运输层 6.1 运输层协议概述 6.2 TCP/IP 体系中的运输层 6.2.1 运输层中的两个协议 6.2.2 端口的概念 6.3 用户数据报协议 UDP 6.3.1 UDP 概述 6.3.2 UDP 用户数据报的首部格式 6.4 传输控制协议 TCP 6.4.1 TCP 概述 6.4.2 TCP 报文段的首部 6.4.3 TCP 的数据编号与确认 6.4.4 TCP 的流量控制与拥塞控制 6.4.5 TCP 的重传机制 6.4.6 采用随机早期丢弃 RED 进行拥塞控制 6.4.7 TCP 的运输连接管理 6.4.8 TCP 的有限状态机 6.1 运输层协议概述 从通信和信息处理的角度看，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，同时也是用户功能中的最低层。 运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信 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。 运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。 运输层协议和网络层协议的主要区别 运输层的主要功能 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信 运输层还要对收到的报文进行差错检测。 运输层有两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP。 运输层与其上下层之间的关系的 OSI 表示法 运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道 6.2 TCP/IP 体系中的运输层6.2.1 运输层中的两个协议 TCP/IP的运输层有两个不同的协议： (1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol) TCP 与 UDP 两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段(segment) UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。 TCP/IP 体系中的运输层协议 TCP 与 UDP UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。 TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，但增加了许多的开销。 6.2.2 端口的概念 端口就是运输层服务访问点 TSAP。 端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给运输层； 同时让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相应的进程。 从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程。 端口在进程之间的通信中所起的作用 端口 端口用一个 16 bit 端口号进行标志。 端口号标志计算机应用层中的各进程。 端口分为两部分，一部分是保留端口，另外一部分是自由端口。 其中保留端口只占很小的数目，以全局方式进行分配，即由一个公认的机构ICANN统一进行分配，其数值一般为0-1023。 自由端口占全端口的绝大部分，以本地方式进行分配。 TCP和UDP均规定，小于256的端口号才能作为保留端口使用。 插口(socket) TCP 使用“连接” 作为最基本的抽象，同时将 TCP 连接的端点称为插口(socket)，或套接字、套接口。 插口和端口、IP 地址的关系是： 6.3 用户数据报协议 UDP 6.3.1 UDP 概述 UDP 的功能：端口的功能和差错检测的功能。 虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付，但 UDP 在某些方面有其特殊的优点。 发送数据之前不需要建立连接 UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表。 UDP 用户数据报只有8个字节的首部开销。 网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。 端口是用报文队列来实现 6.3.2 UDP 用户数据报的首部格式 6.4 传输控制协议 TCP 6.4.1 TCP 概述 窗口字段 —— 占 2 字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP 连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。 6.4.3 TCP 的数据编号与确认 TCP 协议是面向字节的。TCP 将所要传送的报文的数据字段看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。 在连接建立时，双方要商