計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件：3_7_1 傳輸層的基本概念

1、第七章 傳輸層第一節(jié) 傳輸層的基本概念一、傳輸層的基本功能單機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)程通信方法進(jìn)程和進(jìn)程通信是操作系統(tǒng)中的最基本的概念；prog1prog2progkproc1proc2proc3proc4proc5procn程序集進(jìn)程集 (參與 CPU 排隊(duì))靜態(tài)空間活動(dòng)空間單機(jī)環(huán)境下操作系統(tǒng)的進(jìn)程通信BSD UNIX 引入了管道（pipe）、命名管道（named pipe）和軟中斷信號(hào)（signal）機(jī)制；AT&T UNIX引入了消息（message）、共享存儲(chǔ)區(qū)（shared memory）和信號(hào)量（semaphore）等；UNIX系統(tǒng)的消息隊(duì)列、共享存儲(chǔ)區(qū)和信號(hào)量統(tǒng)稱(chēng)為進(jìn)程通信（inter pro

2、cess communication, IPC）機(jī)制；傳輸層的基本功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)的活動(dòng)是實(shí)現(xiàn)分布在不同地理位置的聯(lián)網(wǎng)主機(jī)之間的進(jìn)程通信，以實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能；傳輸層的主要作用就是要實(shí)現(xiàn)分布式進(jìn)程通信，是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與應(yīng)用層協(xié)議的基礎(chǔ)。傳輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供邏輯通信 54321主機(jī) A主機(jī) B應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程路由器 1路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP 層LAN1AP1AP2AP4端口端口IP 協(xié)議的作用范圍傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍AP354321傳輸層協(xié)議實(shí)現(xiàn)了主機(jī)之間端-端的進(jìn)程通信傳輸層協(xié)議實(shí)現(xiàn)了主機(jī)之間端-端的進(jìn)程通信 傳輸層協(xié)議可以

3、屏蔽網(wǎng)絡(luò)層及以下各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的差異性，彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層所能提供的服務(wù)的不足，使得應(yīng)用層在完成各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)只需要使用傳輸層提供的“端-端”進(jìn)程通信服務(wù)，而不需要考慮互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募?xì)節(jié)問(wèn)題；從“點(diǎn)-點(diǎn)”通信到“端-端”通信是一次質(zhì)的飛躍，為此傳輸層需要引入很多新的概念和機(jī)制。直接相連的節(jié)點(diǎn)對(duì)等實(shí)體的通信叫點(diǎn)到點(diǎn)通信；端到端通信建立在點(diǎn)到點(diǎn)通信的基礎(chǔ)之上，它是由一段段的點(diǎn)到點(diǎn)通信信道構(gòu)成的。傳輸層與應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)傳輸層協(xié)議的硬、軟件傳輸層之間傳輸?shù)膱?bào)文TPDU結(jié)構(gòu)與IP分組、幀結(jié)構(gòu)的關(guān)系傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU有效載荷是應(yīng)用層的數(shù)據(jù)；傳輸層在TPDU有效載荷之前加上TPDU頭，就形

4、成了TPDU傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元。TCP/IP 的傳輸層有兩個(gè)不同的協(xié)議：TCPUDPIP應(yīng)用層與各種網(wǎng)絡(luò)接口傳輸層(1) 用戶(hù)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)二、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)用進(jìn)程標(biāo)識(shí)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，不同的進(jìn)程用進(jìn)程號(hào)或進(jìn)程標(biāo)識(shí)（process ID）唯一地標(biāo)識(shí)出來(lái) 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中完整的進(jìn)程標(biāo)識(shí)應(yīng)該是：本地主機(jī)地址-本地進(jìn)程標(biāo)識(shí) 遠(yuǎn)程主機(jī)地址-遠(yuǎn)程進(jìn)程標(biāo)識(shí)不同主機(jī)上的進(jìn)程標(biāo)識(shí)，需要主機(jī)地址（如IP地址）和端口號(hào)的參與。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一個(gè)進(jìn)程的全網(wǎng)唯一的標(biāo)識(shí)需要一個(gè)三元組（hal

5、f-association）來(lái)表示： ( 協(xié)議，本地地址，本地端口號(hào))網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一個(gè)完整的進(jìn)程通信標(biāo)識(shí)需要一個(gè)五元組（association）來(lái)表示：（協(xié)議，本地主機(jī)地址，本地端口號(hào)，遠(yuǎn)端主機(jī)地址，遠(yuǎn)端端口號(hào)）Web臨時(shí)端口號(hào)FTP臨時(shí)端口號(hào)SNMP臨時(shí)端口號(hào)Web熟知端口號(hào)80FTP熟知端口號(hào)20/21SNMP熟知端口號(hào)161TCPUDPTCPUDPIPIP互聯(lián)網(wǎng)客戶(hù)端服務(wù)器端端口號(hào)的分配方法（IANA管理）端口號(hào)的類(lèi)型：熟知端口號(hào)公認(rèn)端口號(hào)，統(tǒng)一分配和控制注冊(cè)端口號(hào)用戶(hù)注冊(cè)，防止重復(fù)臨時(shí)端口號(hào)客戶(hù)機(jī)使用的臨時(shí)端口號(hào)，隨機(jī)選取的IANA對(duì)端口號(hào)數(shù)值劃分的規(guī)定在TCP/IP協(xié)議族中，端口號(hào)的數(shù)

6、值是取 065535之間的整數(shù)；IANA對(duì)于端口號(hào)數(shù)值范圍的劃分：熟知端口號(hào)的分配方法UDP的熟知端口號(hào)的分配端口號(hào)服務(wù)進(jìn)程說(shuō)明53DNS域名服務(wù)67/68DHCP動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議69TFTP簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議111RPC遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用123NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議161/162SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議520RIP路由信息協(xié)議TCP的熟知端口號(hào)的分配端口號(hào)服務(wù)進(jìn)程說(shuō)明20FTP文件傳輸協(xié)議（數(shù)據(jù)連接）21FTP文件傳輸協(xié)議（控制連接）23TELNET網(wǎng)絡(luò)虛擬終端協(xié)議25SMTP簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議80HTTP超文本傳輸協(xié)議119NNTP網(wǎng)絡(luò)新聞傳輸協(xié)議179BGP邊界路由協(xié)議三、傳輸層的多路復(fù)用與多路分解T

7、CP/IP協(xié)議允許多個(gè)不同的應(yīng)用程序，同時(shí)使用IP協(xié)議和一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的物理連接進(jìn)行發(fā)送和接收。發(fā)送端：IP協(xié)議將TCP或UDP傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 分成IP分組發(fā)出；接收端： IP協(xié)議將IP分組中拆開(kāi)的TPDU傳送到 傳輸層，傳輸層根據(jù)TPDU中不同端口號(hào)，分送給不同的進(jìn)程。傳輸層的多路復(fù)用與多路分解原理示意圖TCP:80TCP:25UDP:53UDP:161四、應(yīng)用進(jìn)程、傳輸層接口與套接字套接字(socket) 是建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的可編程接口Socket 概念套接字接口是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層。它是一組網(wǎng)絡(luò)編程接口，包括一系列系統(tǒng)和庫(kù)調(diào)用，頭文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（網(wǎng)絡(luò)）應(yīng)用程

8、序編程接口（API）套接字接口是建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的可編程接口，又稱(chēng)為應(yīng)用程序編程接口（API）。服務(wù)器“套接字地址”唯一地定義服務(wù)器應(yīng)用程序；客戶(hù)機(jī)“套接字地址”唯一地定義客戶(hù)機(jī)應(yīng)用程序；TCP 連接 := socket1, socket2 = (IP1: port1), (IP2: port2) 套接字 socket = (IP地址: 端口號(hào)) 套接字 (Socket) 地址每一條 TCP 連接唯一地被通信兩端的兩個(gè)端點(diǎn)（即兩個(gè)套接字）所確定。即：習(xí)題選擇1 以下TCP熟知端口號(hào)中錯(cuò)誤的是（ ）A. HTTP:80B. FTP控制連接：20C. SMTP:25D. DNS:532 以下UDP熟知端口號(hào)中錯(cuò)誤的是( )A. SNMP: 11B. DNS:53C. TFTP:69D