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第7章 传输层 cathy@sandau.edu.cn 7.1 网络环境中分布式进程通信 ? IP地址标识了连接到网络的主机、路由器的位置信息； ? 路由算法可以为分组在互连的网络中从源主机到目的主机之间选择一条合适的传输路径； ? IP协议提供了分组传输服务。 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。 1. 网络环境中分布式进程通信 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他主机的 ? 活动状态； ? 位于其他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)多重协议的识别 TCP/IP的传输层有TCP协议和UDP协议； 网络环境中一个进程的全网惟一的标识需要一个三元组来表示：协议，本地地址，本地端口号。 网络环境中一个完整的进程通信标识需要一个五元组来表示： 协议 本地地址 本地端口 远地地址 远地端口号 2. 进程间相互作用模式：Client/Server模型 (1) Client/Server模型 网络中每台联网的计算机既为本地用户提供服务，也为网络的其他主机的用户提供服务; 每台联网的计算机的硬件、软件与数据资源应该既是本地用户可以使用的资源，也是网络的其他主机的用户可以共享的资源; 每一项网络服务都是对应一个“服务程序”进程; “服务程序”进程要为每一个获准的网络用户请求执行一组规定的动作，以满足用户网络资源共享的需要; 网络环境中进程通信要解决的进程间相互作用的模式; 在TCP/IP协议体系中，进程间的相互作用采用客户/服务器(Client/Server)模型 ; 客户与服务器分别表示相互通信的两个应用程序的进程; 客户向服务器发出服务请求，服务器响应客户的请求，提供客户机所需要的网络服务。 (2) 为什么要采用客户机/服务器模型? 1）网络资源分布的不均匀性 网络资源分布的不均匀性表现在硬件、软件和数据等三个方面; “资源共享”就是因为网络不同结点之间在硬件配置、计算能力、存储能力，以及数据分布等方面存在着差距与不均匀性； 能力强、资源丰富的充当服务器，能力弱或需要某种资源的成为客户。 2）网络环境中进程通信的异步性 分布在不同主机系统中的进程什么时间发出通信请求，希望和哪一台主机的哪一个进程通信，以及对方进程是否能接受通信请求是不确定的; 网络分布式进程之间不存在一个高层的调度与协调; 必须要建立一个体制，为准备通信的进程之间建立起连接，在进程交换数据的过程中维护连接，为数据交换提供同步。 客 户— 一次进程通信中发起的一方； 服务器— 接受进程通信的请求，提供服务的一方； 每一次通信由客户进程随机启动； 服务器进程处于等待状态，及时响应客户服务请求。 3.多重协议的识别 7.2 传输层的基本功能 1. 传输层的端-端通信 2 . 传输层协议的基本功能 (1) 传输层在协议层次结构中的位置 传输层的目标是向应用层应用程序进程之间的通信，提供有效、可靠、保证质量的服务; 传输层在网络分层结构中起着承上启下的作用，通过执行传输层协议，屏蔽通信子网在技术、设计上的差异和服务质量的不足，向高层提供一个标准的、完善的通信服务 ; 从通信和信息处理的角度看，应用层是面向信息处理的，而传输层是为应用层提供通信服务的。 (2) 传输协议数据单元 传输层之间传输的报文叫做传输协议数据单元（ Transport Protocol Unit，TPDU）； TPDU有效载荷是应用层的数据。 3. 网络服务与服务质量QoS 服务（Service） 网络层次结构中，各层之间有严格的依赖关系各层次的分工和协作集中地体现在相邻层之间的界面上； 服务是描述相邻层之间关系的重要