2023年運輸協(xié)議概述

運輸層 運輸(yùnshū)協(xié)議(transportprotocol)是整個網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造中的關(guān)鍵之一。退出(tuìchū)第一頁，共三十三頁。第一頁，共三十四頁。運輸(yùnshū)協(xié)議概述 運輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信效勞(xiàoláo) 它屬于面向通信局部的最高層 用戶功能中的最低層。運輸層只存在于通信子網(wǎng)以外的主機中，在通信子網(wǎng)中沒有運輸層，第二頁，共三十三頁。第二頁，共三十四頁。

第三頁，共三十三頁。第三頁，共三十四頁。第四頁，共三十三頁。第四頁，共三十四頁。

運輸層為應(yīng)用進程之間提供(tígōng)邏輯通信 端端網(wǎng)絡(luò)層是為主機之間提供邏輯通信點對點，第五頁，共三十三頁。第五頁，共三十四頁。第六頁，共三十三頁。第六頁，共三十四頁。OSI使用了簡潔的抽象方法將運輸層與其上下層(xiàcéng)之間的關(guān)系歸納第七頁，共三十三頁。第七頁，共三十四頁。 運輸層向高層用戶屏蔽了下面通信(tōngxìn)子網(wǎng)的細節(jié)，它使應(yīng)用進程看見的就是好似在兩個運輸層實體之間有一條端到端的邏輯通信(tōngxìn)信道，但這條邏輯通信(tōngxìn)信道對上層的表現(xiàn)卻因運輸層使用的不同協(xié)議而有很大的差異。當運輸層采用面向連接的TCP協(xié)議時，盡管下面的網(wǎng)絡(luò)是不可靠的(即只提供盡最大努力效勞)，但這種邏輯通信(tōngxìn)信道就相當于一條全雙工的可靠信道。但當運輸層采用無連接的UDP協(xié)議時，這種邏輯通信(tōngxìn)信道那么是一條不可靠信道。第八頁，共三十三頁。第八頁，共三十四頁。可靠信道畫成一個管道，這意味著報文在這樣的“管道〞中運輸(yùnshū)時，可以做到無過失、按序(接收的順序和發(fā)送的順序一樣)、無喪失和無重復。第九頁，共三十三頁。第九頁，共三十四頁。TCP/IP體系(tǐxì)中的運輸層運輸層中的兩個協(xié)議 TCP/IP的運輸層有兩個不同(bùtónɡ)的協(xié)議，它們都是因特網(wǎng)的正式標準，即： 〔1〕用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP(UserDatagramProtocol) 〔2〕傳輸控制協(xié)議 TCP(TransmissionControlProtocol)第十頁，共三十三頁。第十頁，共三十四頁。第十一頁，共三十三頁。第十一頁，共三十四頁。端口的概念 UDP和TCP都使用了與應(yīng)用層接口處的端口(port)與上層(shàngcéng)的應(yīng)用進程進展通信。第十二頁，共三十三頁。第十二頁，共三十四頁。第十三頁，共三十三頁。第十三頁，共三十四頁。 假設(shè)沒有端口，運輸層就無法知道數(shù)據(jù)應(yīng)當交付給應(yīng)用層的哪一個進程。端口是用來標識應(yīng)用層的進程。 端口號分為兩類。一類是由因特網(wǎng)指派名字和號碼公司ICANN負責分配給一些常用(chánɡyònɡ)的應(yīng)用層程序固定使用的熟知端口(well-knownport)，其數(shù)值一般為0~1023，見[RFC1700]。例如，F(xiàn)TP用21，TELNET用23，SMTP用25，DNS用53，HTTP用80，SNMP用161，等。當一種新的應(yīng)用程序出現(xiàn)時，必須為它指派一個熟知端口，否那么其他的應(yīng)用進程就無法和它進展交互。

第十四頁，共三十三頁。第十四頁，共三十四頁。第十五頁，共三十三頁。第十五頁，共三十四頁。插口(chākǒu)包括IP地址(32bit)和端口號(16bit)，共48bit。第十六頁，共三十三頁。第十六頁，共三十四頁。用戶(yònghù)數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報的用處 雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報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，例如： 〔1〕發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接(當然發(fā)送數(shù)據(jù)完畢時也沒有連接需要釋放)，因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的時延。 〔2〕UDP沒有擁塞控制，也不保證可靠交付，因此主機不需要維持具有許多參數(shù)(cānshù)的、復雜的連接狀態(tài)表。 〔3〕UDP用戶數(shù)據(jù)報只有8個字節(jié)的首部開銷，比TCP的20個字節(jié)的首部要短。 〔4〕由于UDP沒有擁塞控制，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低。

第十七頁，共三十三頁。第十七頁，共三十四頁。第十八頁，共三十三頁。第十八頁，共三十四頁。用戶數(shù)據(jù)(shùjù)報的格式 用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段很簡單，只有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。各字段意義如下所述。 〔1〕源端口字段：源端口號。 〔2〕目的端口字段：目的端口號。 〔3〕長度字段：UDP用戶數(shù)據(jù)報的長度。 〔4〕檢驗和字段：防止UDP用戶數(shù)據(jù)報在傳輸中出錯。第十九頁，共三十三頁。第十九頁，共三十四頁。傳輸控制協(xié)議TCP TCP是TCP/IP體系中面向連接的運輸層協(xié)議，它提供全雙工的可靠交付的效勞。TCP報文段的首部 一個(yīɡè)TCP報文段分為首部和數(shù)據(jù)兩局部 TCP報文段首部的前20個字節(jié)是固定的，后面有4N字節(jié)是根據(jù)需要而增加的選項(N必須是整數(shù))。因此TCP首部的最小長度是20字節(jié)。第二十頁，共三十三頁。第二十頁，共三十四頁。第二十一頁，共三十三頁。第二十一頁，共三十四頁。首部固定局部各字段的意義如下所述?！?〕源端口和目的(mùdì)端口〔2〕序號〔3〕確認序號〔4〕數(shù)據(jù)偏移〔5〕保存〔6〕緊急比特URG(URGent)第二十二頁，共三十三頁。第二十二頁，共三十四頁。〔7〕確認比特(bǐtè)ACK〔8〕推送比特PSH(PuSH)〔9〕復位比特RST(ReSeT)〔10〕同步比特SYN〔11〕終止比特FIN(FINal)〔12〕窗口〔13〕檢驗和〔14〕選項第二十三頁，共三十三頁。第二十三頁，共三十四頁。TCP的數(shù)據(jù)編號與確認 TCP協(xié)議是面向字節(jié)的。TCP將所要傳送的整個報文(這可能包括許多個報文段)看成是一個個字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，并使每一個字節(jié)對應(yīng)于一個序號。 TCP確實認是對接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(即收到的數(shù)據(jù)流中的最后一個序號)表示確認。但接收端返回(fǎnhuí)確實認序號是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號加1。也就是說，確認序號表示接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號。

第二十四頁，共三十三頁。第二十四頁，共三十四頁。第二十五頁，共三十三頁。第二十五頁，共三十四頁。TCP的流量控制與擁塞控制 為了進步報文段的傳輸效率，TCP采用大小(dàxiǎo)可變的滑動窗口進展流量控制。窗口大小(dàxiǎo)的單位是字節(jié)。在TCP報文段首部的窗口字段寫入的數(shù)值就是當前給對方設(shè)置的窗口數(shù)值。

第二十六頁，共三十三頁。第二十六頁，共三十四頁。第二十七頁，共三十三頁。第二十七頁，共三十四頁。TCP的運輸連接收理 TCP是面向連接的協(xié)議。運輸連接的建立和釋放是每一次面向連接的通信中必不可少的過程。 在連接建立過程中要解決以下三個問題。 〔1〕要使每一方可以確知對方的存在。 〔2〕要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)(如最大報文段長度，最大窗口大小，效勞質(zhì)量等)。 〔3〕可以運輸實體資源(如緩存大小，連接表中的工程等)進展分配。 TCP的連接和建立都是采用(cǎiyòng)客戶效勞器方式。主動發(fā)起連接建立的進程叫做客戶(client)，而被動等待連接建立的進程叫做效勞器(server)。第二十八頁，共三十三頁。第二十八頁，共三十四頁。第二十九頁，共三十三頁。第二十九頁，共三十四頁。第三十頁，共三十三頁。第三十頁，共三十四頁。TCP的有限狀態(tài)機 為了管理因特網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)管理中心設(shè)有管理信息庫MIB(ManagementInformationBase)。管理信息庫存放著各主機的TCP連接表(ConnectionTable)，TCP連接表對每個連接都登記了其連接信息。除本地和遠地的IP地址和端口號外，還要記錄每一個(yīɡè)連接所處的狀態(tài)。第三十一頁，共三十三頁。第三十一頁，共三十四頁。第三十二頁，共三十三頁。第三十二頁，共三十四頁。內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)運輸層。運輸(yùnshū)層只存在于通信子網(wǎng)以外的主機中，在通信子網(wǎng)中沒有運輸(yùnshū)層，。例如，F(xiàn)TP用21，TELNET用23，SMTP用25，DNS用53，HTTP用80，SNMP用161，等。用戶數(shù)據(jù)報UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段很簡單，只有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。TCP的流量控制與擁塞控制?！?〕要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)(如最大報文段長度，最大窗口大小，效勞質(zhì)量等)第三十三頁，共三十三頁。第三十三頁，共三十四頁。內(nèi)容總結(jié)運