傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件

1、傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件第六章 傳輸層的故障診斷與維護(hù)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.1 傳輸層的功能v傳輸層的概述 傳輸層也稱為運(yùn)輸層,是介于三層通信子網(wǎng)和高三層資源子網(wǎng)之間的一層。從通信和信息處理的角度看，運(yùn)輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬于面向通信部分的最高層，同時(shí)也是用戶功能中的最低層。傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件v運(yùn)輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件應(yīng)用進(jìn)程之間的通信v兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信v應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為端到端的通信v運(yùn)輸層的一個(gè)很重要的功能就是復(fù)用和分用，應(yīng)用層不同進(jìn)行的報(bào)文通過

2、不同的端口向下交到運(yùn)輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)v運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信，“邏輯通信”的意思是：運(yùn)輸層之間的通信好象是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)，但事實(shí)上這兩個(gè)運(yùn)輸層之間并沒有一條水平的物理連接。傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件運(yùn)輸層與其上下層之間的關(guān)系OSI表示法v提供運(yùn)輸服務(wù)的是運(yùn)輸實(shí)體v使用運(yùn)輸服務(wù)的是運(yùn)輸服務(wù)用戶v運(yùn)輸協(xié)議保證了運(yùn)輸層能夠向應(yīng)用層提供運(yùn)輸服務(wù)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件運(yùn)輸層向上提供可靠的和不可靠的邏輯通信信道v運(yùn)輸層向高層用戶屏蔽了下面通信子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，它使應(yīng)用進(jìn)行看見的就是好象在兩個(gè)運(yùn)輸

3、層之間有一條端到端的邏輯通信信道v運(yùn)輸層提供可靠交付，是指運(yùn)輸層將數(shù)據(jù)可靠地交會(huì)給接收端的應(yīng)用層v可靠信道：無差錯(cuò)，無丟失，無重復(fù)，按序傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件運(yùn)輸層功能v數(shù)據(jù)分段v流量控制v校驗(yàn)和的提供v對(duì)數(shù)據(jù)的辨認(rèn)v決定服務(wù)質(zhì)量v面向連接意味著可靠v面向無連接意味著不可靠傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.2 運(yùn)輸層的兩個(gè)協(xié)議vTCP/IP的運(yùn)輸層有兩個(gè)不同的協(xié)議 1、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（User Datagram Protocol) 2、傳輸控制協(xié)議TCP（Transmission Control Protocol)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件TCP與UDPvOSI

4、體系 兩個(gè)對(duì)等運(yùn)輸實(shí)體在通信時(shí)傳送的數(shù)據(jù)單位叫作運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU（Transport Protocol Data Unit)vTCP/IP體系 TCP傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是TCP報(bào)文段（segment) UDP傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是UDP報(bào)文或用戶數(shù)據(jù)報(bào)vUDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接，對(duì)方的運(yùn)輸層在收到UDP報(bào)文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式vTCP剛提供面向連接的服務(wù)，TCP不提供廣播或多播服務(wù)，由于TCP要提供可靠的、面向連接的運(yùn)輸服務(wù)，因此不可避免地增加了許多開銷，這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的

5、處理機(jī)資源。傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件注意v運(yùn)輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)層的IP數(shù)據(jù)報(bào)有很大的區(qū)別。IP數(shù)據(jù)報(bào)要經(jīng)過互連網(wǎng)中許多路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，但UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)是在運(yùn)輸層的端到端的抽象的邏輯信道中傳送的，運(yùn)輸層看不見路由器，路由器看不見運(yùn)輸層用戶數(shù)據(jù)報(bào)vTCP報(bào)文段是在運(yùn)輸層抽象的端到端邏輯信通中傳送，這種信道是可靠的全雙工信道，但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的運(yùn)輸層是否建立了TCP連接傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.2 傳輸層的組件一、端口介紹1、端口的概述v端口就是運(yùn)輸層服務(wù)訪問點(diǎn)TSAPv端口的作用是讓應(yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程都能將數(shù)據(jù)通過端口向下

6、交付給運(yùn)輸層,以及讓運(yùn)輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報(bào)文段中的數(shù)據(jù)向上通過端口交付給應(yīng)用層相應(yīng)的進(jìn)程v從這個(gè)意義上講,端口是用來標(biāo)識(shí)應(yīng)用層的進(jìn)程傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件2、端口的作用傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件3、端口說明v端口用一個(gè)16bit端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志v端口：應(yīng)用層的源進(jìn)行將報(bào)文發(fā)送給運(yùn)輸層的某個(gè)端口，應(yīng)用層的目的進(jìn)程從端口接收?qǐng)?bào)文v端口號(hào)只具有本地意義，即端口與只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)行，在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒有聯(lián)系的傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件4、端口分類v公用端口（熟知端口）：它的范圍是11023，它們定義在一些應(yīng)用廣泛的服務(wù)上。是TCP/IP體系確定并公布的，因而是所有用

7、戶進(jìn)程都知道的，當(dāng)一種新應(yīng)用程序出現(xiàn)時(shí)，必須為它指派一個(gè)熟知端口。v注冊(cè)端口：范圍是10244951。它們不確定地分配給一些應(yīng)用服務(wù)。v私用端口：范圍4915165535。不應(yīng)為服務(wù)定義這些端口傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件端口的實(shí)現(xiàn)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件二、UDP協(xié)議1、概述vUDP只在IP的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了很少一點(diǎn)的功能，即端口功能和差錯(cuò)檢測(cè)的功能v雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的優(yōu)點(diǎn)v發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接vUDP的主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表vUDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只有8個(gè)字節(jié)的首部開銷v網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)

8、送速率降低，這對(duì)某些實(shí)時(shí)應(yīng)用是很重要的，很多實(shí)時(shí)應(yīng)用要求源主機(jī)以恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且允許在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)丟失一些數(shù)據(jù)，但卻不允許有太大的時(shí)延，正好適合這種要求傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件使用運(yùn)輸層協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件UDP報(bào)文段的結(jié)構(gòu)vUDP數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件偽首部v偽首部：這種首部不是用戶數(shù)據(jù)報(bào)的真正首部，只是在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)連在一起，得到一個(gè)過度的用戶數(shù)據(jù)報(bào)v偽首部既不向下傳送，也不向上遞交，僅僅為了計(jì)算檢驗(yàn)和v在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)把“偽首部”和用戶數(shù)據(jù)報(bào)連接在一起傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件檢驗(yàn)和的計(jì)算v計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)將首部和數(shù)

9、據(jù)部分一起檢驗(yàn)v先將檢驗(yàn)和字段填充全v再將偽首部和用戶數(shù)據(jù)報(bào)看成多個(gè)bit的字串接起來，若用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分不是偶數(shù)個(gè)字節(jié)，則要填寫入一個(gè)全字節(jié)（此字節(jié)不發(fā)送）v然后按二進(jìn)制把碼計(jì)算出這些16位字的和v將和寫入檢驗(yàn)和字段v發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)v接收端將數(shù)據(jù)報(bào)和偽首部一起按二進(jìn)制反碼求和，當(dāng)無差錯(cuò)時(shí)應(yīng)為全，否則表示有差錯(cuò)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件計(jì)算檢驗(yàn)和的例子傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件三、協(xié)議概述v雙工通信，每個(gè)端口兩個(gè)對(duì)列v發(fā)送端的應(yīng)用進(jìn)程不斷地將數(shù)據(jù)塊（長(zhǎng)短可能不同）陸續(xù)寫入到的發(fā)送緩存中，再從發(fā)送緩存中取出數(shù)據(jù)組成報(bào)文段（egment)逐個(gè)傳送給層，然后發(fā)送出去v接收端將報(bào)文段先存入接收緩存中，

10、然后逐個(gè)讀取傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件報(bào)文的首部傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件TCP的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn)vTCP協(xié)議是面向字節(jié)的,TCP將所

11、要傳送的報(bào)文看成是字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流,并使每一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一個(gè)序號(hào)v在連接建立時(shí),雙方要商定初始序號(hào),TCP每次發(fā)送的報(bào)文段的首部中的序號(hào)字段值表示該報(bào)文段中的數(shù)據(jù)部分的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)vTCP的確認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)表示確認(rèn)接收端返回的確認(rèn)號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加1,因此確認(rèn)號(hào)表示接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)vTCP傳輸?shù)目煽渴怯捎谑褂昧诵蛱?hào)和確認(rèn)傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件TCP的連接管理傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件客房服務(wù)器方式傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件用三次握手建立TCP連接傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件建立TCP連接傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件三次握手的原因傳輸層

12、的故障診斷與維護(hù)課件TCP連接釋放過程傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.3 傳輸層的故障診斷與排除一、傳輸層的故障類別v物理錯(cuò)誤 主要包括CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤、對(duì)齊數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤、過大數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤、過小數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤，此類數(shù)據(jù)包由于存在錯(cuò)誤會(huì)直接被子網(wǎng)卡丟棄，而不會(huì)被子傳給操作系統(tǒng)處理vIP校驗(yàn)和錯(cuò)誤 目標(biāo)主機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包IP報(bào)頭進(jìn)行校驗(yàn)，并與源端的校驗(yàn)進(jìn)行比較，如經(jīng)較的結(jié)果不一致，就表示該數(shù)據(jù)包傳輸過程中被修改，并將數(shù)據(jù)包丟棄vTCP檢驗(yàn)和錯(cuò)誤 目標(biāo)主機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包的TCP報(bào)頭進(jìn)行校驗(yàn)，并與源端的校驗(yàn)和進(jìn)行比較，如比較的結(jié)果不一致，就表示該數(shù)據(jù)包在傳輸過程中被修改，并將該數(shù)據(jù)包丟棄傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.3.2 傳輸層數(shù)據(jù)包捕獲與分析v捕獲TCP數(shù)據(jù)包v分析TCP數(shù)據(jù)包傳輸層的故障診斷與維護(hù)課件6.3.3 TCP的故障診