數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸層

第14講運(yùn)輸層/傳輸層

課時授課計劃

課程內(nèi)容第14講運(yùn)輸層內(nèi)容：與傳輸層相關(guān)的基本概念TCP的基本內(nèi)容UDP的基本內(nèi)容

目的與要求：掌握進(jìn)程通信中客戶/服務(wù)器模式的基本概念；掌握傳輸層的基本功能與服務(wù)質(zhì)量QoS的基本概念；掌握TCP和UDP的基本內(nèi)容；

重點與難點：重點：TCP、UDP；難點：TCP。第14講運(yùn)輸層課堂討論： TCP？UDP?

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：

投影PowerPoint幻燈課件復(fù)習(xí)（提問）： 解釋本地路由？

第八章傳輸層和高層協(xié)議8.1傳輸層8.2實時運(yùn)輸協(xié)議8.3遠(yuǎn)程過程調(diào)用8.1傳輸層

傳輸服務(wù)

傳輸協(xié)議的要素

Internet的傳輸協(xié)議傳輸服務(wù)

傳輸層的功能及在協(xié)議層次中的作用

傳輸層提供的服務(wù)

傳輸服務(wù)原語傳輸層在OSI模型中的位置介于通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)之間，對高層用戶屏蔽了通信的細(xì)節(jié)彌補(bǔ)了通信子網(wǎng)所提供服務(wù)的差異和不足，提供端到端之間的無差錯保證傳輸層工作的繁簡取決于通信子網(wǎng)提供服務(wù)的程度傳輸層與上下層之間的關(guān)系傳輸層使高層用戶看見的好象就在兩個傳輸層實體之間有一條端到端的、可靠的、全雙工的通信通路（即數(shù)字管道）傳輸層提供的服務(wù)

面向連接的服務(wù)：通信可靠，對數(shù)據(jù)有校驗和重發(fā)如TCP/IP模型中的FTP、Telnet面向非連接的服務(wù)：對數(shù)據(jù)無校驗和重發(fā)，通信速率高如TCP/IP模型中的SNMP傳輸服務(wù)原語是應(yīng)用程序和傳輸服務(wù)之間的接口

一個典型的面向連接的服務(wù)原語

伯克利套接接字典型的套接接字應(yīng)用過過程套接字的使使用與文件件的使用類類似傳輸協(xié)議的的要素傳輸層與數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層層的比較相同點：數(shù)數(shù)據(jù)的傳送送不同點：數(shù)據(jù)鏈路層層通過物理理通道直接接通信，而而在傳輸層層，其面對對的傳輸通通道是一個個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層層的通信是是點對點的的，每條輸輸出線對應(yīng)應(yīng)了唯一的的一個設(shè)備備，而傳輸輸層則需要要給出目的的端地址傳輸協(xié)議的的要素數(shù)據(jù)鏈路層層的連接建建立很簡單單，而傳輸輸層要復(fù)雜雜得多在數(shù)據(jù)鏈路路層無中間間存儲環(huán)節(jié)節(jié)，而在傳傳輸層，每每一途徑的的路由器都都是存儲、、尋徑、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，而尋尋徑到轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)的時間隨隨路由器本本身和路由由算法而定定數(shù)據(jù)鏈路層層通常使用用發(fā)送緩沖沖區(qū)和接收收緩沖區(qū)，，而在傳輸輸層，對每每個連接都都必須分配配一定的緩緩沖區(qū)，其其緩沖區(qū)的的管理將復(fù)復(fù)雜得多傳輸層必須須討論：尋址連接建立釋放連接流量控制和和緩沖策略略傳輸服務(wù)訪訪問點TSAP（TransportServiceAccessPoint）兩個程序要要建立連接接時，必須須指明對方方是哪一個個應(yīng)用程序序，這個標(biāo)標(biāo)記稱為傳傳輸層地址址，也稱為為傳輸服務(wù)訪訪問點（TSAP）在TCP協(xié)議中即TCP的端口號網(wǎng)絡(luò)層地址址稱為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)服務(wù)訪問問點NSAP（NetworkServiceAccessPoint）NSAP在IP協(xié)議中即IP地址連接方案舉舉例訪問一個時時間服務(wù)器器訪問一個時時間服務(wù)器器的說明1.主機(jī)2上的定時器器服務(wù)進(jìn)程程將自己連連到122號TSAP上，等待即即將到來的的請求。例例如，可以以用LISTEN調(diào)用2.主機(jī)1上的一個應(yīng)應(yīng)用進(jìn)程想想找出當(dāng)天天的時間，，便發(fā)出一一個CONNECT請求，將6號TSAP設(shè)定為源地地址，將122號TSAP設(shè)定為目的的地址3.主機(jī)1的傳輸實體體使用其網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址并并通過主機(jī)機(jī)2的網(wǎng)絡(luò)地址址，便能與與主機(jī)2的傳輸實體體通話了4.主機(jī)1上的傳輸實實體向主機(jī)機(jī)2上對等端說說的第一句句話是：“我想在我的的6號TSAP和你的122號TSAP之間建立一一個傳輸連連接，如何何?”5.主機(jī)2上的傳輸實實體便詢問問122號TSAP的定時服務(wù)務(wù)器是否愿愿意接受一一個新的連連接，如果果它同意，，傳輸連接接便建立成成功如何知道對對方的TSAPwell-knownTSAP每個服務(wù)都都有自己固固定的TSAP，所有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)用戶都知知道采用名字服服務(wù)器（nameserver）或目錄服服務(wù)器（directoryserver）用戶與名字字服務(wù)器建建立連接，，向服務(wù)器器發(fā)送一個個報文，指指明服務(wù)的的名稱，服服務(wù)器將該該服務(wù)對應(yīng)應(yīng)的TSAP返回給用戶戶。類似于于114查號對方將分配配的TSAP通知主機(jī)對方將分配配的TSAP通知主機(jī)初始連接協(xié)協(xié)議（initialconnectionprotocol）TSAP地址的結(jié)結(jié)構(gòu)層次型：：TSAP地址=NSAP地址+本地應(yīng)用用標(biāo)識（（端口號號）平面型：：需要一一個名字字服務(wù)器器來解析析。輸入入TSAP，輸出它它的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)地址連接建立立通信子網(wǎng)網(wǎng)的不可可靠性通信子網(wǎng)網(wǎng)中存在在著延時時和分組組的丟失失，以及及由于延延時和丟丟失而帶帶來的重重復(fù)分組組由于通信信子網(wǎng)的的盡力而而為的傳傳輸原則則，一個個早已超超時的分分組最終終還是到到達(dá)了目目的端，，所以有有必要將將分組的的生命周周期限制制在一個個適當(dāng)?shù)牡姆秶鷥?nèi)內(nèi)連接建立立時，如如何處理理過期分分組，保保證連接接的唯一一性是連連接建立立過程中中首要考考慮的問問題常用的方方法是：：三次握手手法連接建立立過程正常的三三次握手手過程非正常的的連接建建立過程程由延遲重重復(fù)導(dǎo)致致的連接接過程同時出現(xiàn)現(xiàn)作廢的的CR和ACC的情況正常的連連接建立立過程正常連接接的三次次握手過過程主機(jī)1發(fā)出連接接請求序序號為x(seq=x)，主機(jī)2應(yīng)答接受受主機(jī)1的連接請請求，并并聲明自自己的序序列號為為y(seq=y,ACK=x)，主機(jī)1收到確認(rèn)認(rèn)后發(fā)送送第一個個數(shù)據(jù)TPDU并確認(rèn)主主機(jī)2的序列號號(seq=x,ACK=y)，至此，，整個連連接建立立過程正正常結(jié)束束，數(shù)據(jù)據(jù)傳輸已已正式開開始CR：ConnectionRequest（（連接請請求）ACC：：ConnectionAccepted（接接受連接接）非正常的的連接建建立過程程1出現(xiàn)延遲遲的重復(fù)復(fù)TPDU時三次握握手的工工作過程程來自一個個已經(jīng)釋釋放連接接的主機(jī)機(jī)1的延遲重重復(fù)的連連接請求求，該TPDU在主機(jī)1毫不知曉曉的情況況下到達(dá)達(dá)主機(jī)2。主機(jī)2通過向主主機(jī)1發(fā)送一個個接受連連接請求求的TPDU來響應(yīng)該該TPDU，并聲明明自己的的序號為為y(seq=y,ACK=x)，主機(jī)1收到這個個確認(rèn)后后感到莫莫名其妙妙并當(dāng)即即拒絕，，主機(jī)2收到了主主機(jī)1的拒絕才才意識到到自己受受到了延延時的重重復(fù)TPDU的欺騙并并放棄該該連接。。據(jù)此，，延時的的重復(fù)請請求將不不會產(chǎn)生生不良后后果非正常的的連接建建立過程程2子網(wǎng)中同同時有作作廢的CR和ACC的情況與上例一一樣，主主機(jī)2收到了一一個延時時的CR并做了確確認(rèn)應(yīng)答答。在這這里，關(guān)關(guān)鍵是要要認(rèn)識到到主機(jī)2已經(jīng)聲明明使用y作為從主主機(jī)2到主機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)傳輸?shù)牡某跏夹蛐蛱?，因因此主機(jī)機(jī)2十分清楚楚在正常常情況下下，主機(jī)機(jī)1的數(shù)據(jù)傳傳輸應(yīng)捎捎帶對y確認(rèn)的TPDU。于是，，當(dāng)?shù)诙€延時時的TPDU到達(dá)主機(jī)機(jī)2時，主機(jī)機(jī)2根據(jù)它確確認(rèn)的是是序號z而不是y知道這也也是一個個過時的的重復(fù)TPDU。因此也也不會無無故建立立無人要要求的連連接釋放連接接非對稱釋釋放一方中止止連接，，則連接接即告中中斷缺陷：可可能導(dǎo)致致數(shù)據(jù)丟丟失對稱釋放放A提出中中止請求求，B同同意即中中止問題：B如何知道道A收到了它它的確認(rèn)認(rèn)?非對稱釋釋放一方中止止連接，，則連接接即告中中斷當(dāng)連接建建立后，，主機(jī)1發(fā)送了一一個數(shù)據(jù)據(jù)TPDU并正確抵抵達(dá)主機(jī)機(jī)2，接著，，主機(jī)1發(fā)送了第第二個數(shù)數(shù)據(jù)TPDU，然而，，主機(jī)2在收到第第二個TPDU之前先突突然發(fā)出出了DISCONNECT(釋放連接接請求)，結(jié)果是是連接立立即被釋釋放，數(shù)數(shù)據(jù)被丟丟失。。突然釋放放連接將將造成數(shù)數(shù)據(jù)丟失失對稱釋放放A提出中中止請求求，B同同意即中中止對稱釋放放方式適適用于每每個用戶戶進(jìn)程有有固定數(shù)數(shù)量的數(shù)數(shù)據(jù)需要要發(fā)送，，而且清清楚地知知道何時時發(fā)送完完畢的情情況其他情況況下，決決定所有有工作是是否已經(jīng)經(jīng)完成，，連接是是否應(yīng)該該釋放，，可能是是沒有把把握的可以假想想一種協(xié)協(xié)議：A說：“我發(fā)送完完了。你你呢?”如果B響應(yīng)：“我也發(fā)送送完了。。再見。。”A收到了B的確認(rèn)，，連接便便可以被被安全釋釋放對稱釋放放的幾種種情況三次握手手的正常常情況最后的確確認(rèn)TPDU丟失應(yīng)答丟失失應(yīng)答丟失失以及后后續(xù)的DR丟失三次握手手的正常常情況主機(jī)1在結(jié)束數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸后決定定釋放連連接，于于是發(fā)送送DR并啟動計計時器，，主機(jī)2在收到主主機(jī)1的DR后同意釋釋放連接接，也發(fā)發(fā)送DR并啟動計計時器，，主機(jī)1在計時器器沒有超超時前收收到主機(jī)機(jī)2的DR，便正式式釋放連連接并發(fā)發(fā)送ACK，主機(jī)2也在計時時器沒有有超時前前收到主主機(jī)1的ACK，于是也也釋放了了連接，，至此整整個數(shù)據(jù)據(jù)傳輸過過程，包包括建立立連接、、傳輸數(shù)數(shù)據(jù)和釋釋放連接接的過程程正常結(jié)結(jié)束最后的確確認(rèn)TPDU丟失主機(jī)1在結(jié)束數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸后決定定釋放連連接，于于是發(fā)送送DR并啟動計計時器，，主機(jī)2在收到主主機(jī)1的DR后同意釋釋放連接接，也發(fā)發(fā)送DR并啟動計計時器，，主機(jī)1在計時器器沒有超超時前收收到主機(jī)機(jī)2的DR，便正式式釋放連連接并發(fā)發(fā)送ACK，然而主主機(jī)2在計時器器超時后后還未收收到主機(jī)機(jī)1的ACK，但是由由于已經(jīng)經(jīng)超時，，于是也也釋放了了連接應(yīng)答丟失失主機(jī)1在結(jié)束數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸后決定定釋放連連接，于于是發(fā)送送DR并啟動計計時器，，主機(jī)2在收到主主機(jī)1的DR后同意釋釋放連接接，也發(fā)發(fā)送DR并啟動計計時器，，然而，，主機(jī)1在計時器器超時后后還未收收到主機(jī)機(jī)2的DR，于是又又重新發(fā)發(fā)送DR并啟動計計時器，，下面便便是一個個正常的的三次握握手，并并最后正正常釋放放連接，，即整個個數(shù)據(jù)傳傳輸過程程正常結(jié)結(jié)束應(yīng)答丟失失以及后后續(xù)的DR丟失主機(jī)1在結(jié)束數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸后決定定釋放連連接，于于是發(fā)送送DR并啟動計計時器，，主機(jī)2在收到主主機(jī)1的DR后同意釋釋放連接接，也發(fā)發(fā)送DR并啟動計計時器，，然而，，緊接著著的一段段時間內(nèi)內(nèi)，線路路遇到了了災(zāi)難性性的干擾擾，無論論是哪一一方的超超時重發(fā)發(fā)的TPDU都不能到到達(dá)對方方，最終終，接收收方計時時器的超超時而也也釋放連連接，發(fā)發(fā)送方經(jīng)經(jīng)過n次重發(fā)和和超時后后只能無無奈地放放棄努力力并釋放放連接流量控制制和緩沖沖策略流量控制制是發(fā)送送方和接接收方之之間的傳傳輸速