傳輸層(傳輸層協(xié)議)課件

計算機網(wǎng)絡課程負責人：甘衛(wèi)民傳輸層基本功能與服務UDP協(xié)議,TCP協(xié)議習題重點：了解運輸層協(xié)議類型，運輸層的分用和復用；掌握UDP，TCP協(xié)議的特點；UDP報文的格式；難點：熟悉進程間的通信過程；UDP，TCP的端口服務類型；討論1

傳輸層的基本功能和服務用用功能面向信息

理從通信和信息理的角度看：向它的上一用提供通信服，它屬于面向通信部分的最高，也是用功能的最低網(wǎng)面向通信網(wǎng)功能數(shù)據(jù)路物理討論1

傳輸層的基本功能和服務面向信息理用其主要任是：在化網(wǎng)服的基上，從源端機到目的端機提供可靠的、價格合理的數(shù)據(jù)，使高用在互通用功能網(wǎng)面向通信網(wǎng)功能信不必關心通信子網(wǎng)數(shù)據(jù)路物理其主要功能是：用程序之的通信，主要有接端口理、流量控制、理、數(shù)據(jù)重等工作傳輸層為相互通信的應用進程提供了邏輯通信程AP1用AP2AP3AP4端口用提供用程通信網(wǎng)網(wǎng)IP網(wǎng)網(wǎng)數(shù)據(jù)路數(shù)據(jù)路數(shù)據(jù)路數(shù)據(jù)路物理物理物理物理主機A主機B路由器1路由器2AP1AP2AP3AP4LAN1WANLAN2IP

協(xié)議的作用范圍運輸層協(xié)議TCP

和

UDP

的作用范圍由上圖可以看出數(shù)據(jù)在兩臺主機間傳送的整個過程:?在物理上可以透明地數(shù)據(jù)的

比特流；?在數(shù)據(jù)路上使得各條路能送無

數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)按序、無失、不重復）；?在

網(wǎng)

上提供了

路由和網(wǎng)互的功能，使得主機A送的數(shù)據(jù)分(packet)能按照合理的路由到達主機B。但是在一程中，到達主機

B的數(shù)據(jù)并不一定是最可靠的。?了提高網(wǎng)服的量，在需要再次化網(wǎng)，并向高用屏蔽通信子網(wǎng)的，使高用的就好像在兩個體之有一條

端到端的、可靠的、全雙工的通信通路一。?在整個通信的程中，數(shù)據(jù)在上，是

第一次真正意的端到端

的數(shù)據(jù)通信。?要想的功能，必在主機中有。?在

中

完

成

功能的硬和

件被稱體

TSAP（TransportServiceAccessPoint），通體，可以向用提供運

和網(wǎng)的主要區(qū)應用進程應用進程

……因

特

網(wǎng)IP協(xié)議的作用范圍（提供主機之間的邏輯通信）TCP和

UDP協(xié)議的作用范圍（提供進程之間的邏輯通信）TCP/IP

體系中的運應用層運輸層UDPTCPIP與各種網(wǎng)絡接口TCP/IP協(xié)議中的傳輸層在TCP/IP中有兩個并列的

UDP和TCP。?UDP（User

Datagram

Protocol，用數(shù)據(jù)）是面向無接的，即在行數(shù)據(jù)之前不需要建立接，而目的主機收到數(shù)據(jù)后也不需要種

提供了一種

高效的。?TCP

（

Transmission

Control

Protocol

，控制）是

面向接的，即在行數(shù)據(jù)之前需要先建立接，而且目的主機收到數(shù)據(jù)后要回確信

息

。種

提供了一種

可靠的。TCP

與

UDPvUDP

在送數(shù)據(jù)之前不需要先建立接。方的運在收到

UDP文后，不需要出任何確。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提供面向接的服。

TCP

不提供廣播或多播服。由于

TCP

要提供可靠的、面向接的運服，因此不可避免地增加了多的開。不使數(shù)據(jù)元的首部增大很多，要占用多的理機源。兩點v

運

UDP

用數(shù)據(jù)與網(wǎng)

IP

數(shù)據(jù)有很大區(qū)。

IP

數(shù)據(jù)要網(wǎng)中多路由器的存，但

UDP

用數(shù)據(jù)是在運

端到端抽象的信道中送的。v

TCP文

段

是

在

運

抽象的端到端信道中送，種信道是可靠的全雙工信道。但

的信道卻不知道究竟了哪些路由器，而些路由器也根本不知道上面的運是否建立了

TCP接。傳輸層使用的

port(端口

)

&

socket(套接字)?TCP/IP可以通端口

（

protocol

port，稱端口）來通信的用程

。例如：

HTTP

80

DHCP67、68?就是

通端口與用的用程序行信息交互的，用各種用程通相的端口與行信息交互。?在數(shù)據(jù)程中，用中的各種不同的

服器程不斷地分配它的

端口，以

便

是否有某個用程要與它通信。傳輸層使用的

port(端口

)

&

socket(套接字)?端

口

上是一個

16Bit的地址，范可以從

0至65535將0至1023端口號稱熟知端口號（Well-KnownPort）?其余1024至49951端口號稱登端口號，沒有熟知端口號的用程序使用的。使用個范的端口號必在

IANA登，以防止重復。?49152至65535端口號稱客端口

號，留客使用。當服器程收到客程的文，就

知

道

了

客

程所使用的端口號。協(xié)議UDP端口號42關鍵字NAMESERVERDOMAINBOOTPClientBOOTPServerTFTP描述主機名字服務器域名服務器UDPUDPUDPUDPUDPTCPTCPTCPTCPTCP536768691112021232580客戶端啟動協(xié)議服務服務器端啟動協(xié)議服務簡單文件傳輸協(xié)議遠程過程調(diào)用RPCFTPDataFTPControlTelnet文件傳輸服務器（數(shù)據(jù)連接）文件傳輸服務器（控制連接）遠程終端服務器SMTP簡單郵件傳輸協(xié)議超文本傳輸協(xié)議HTTP套接字

(socket)?了使得多主機多程通信，不至于生亂情況，必把端口號和主機的IP地址合起來使用，稱插口或套接字（Scoket）。?插口包括

IP

地址（

32

位）

和

端口號（

16

位）

，共48位。套接字

socket=

(IP地址:

端口號)TCP接

::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}?每一條

TCP接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。?TCP接（端到端）的端點不是主機，不是主機的IP

地址，不是用程，也不是的端口。而

是一套接字(socket)或插口。?UDP然在行通信的程不需要建立接，但是在每次數(shù)據(jù)，都要出送端口和接收端口，因此同也要使用插口。運

的復用與分用v復用是指在送方不同的用程都可以使用同一個運送數(shù)據(jù)（當然需要加上適當?shù)氖撞浚籿而分用是指接收方的運在剝?nèi)ノ牡氖撞亢竽馨研?shù)據(jù)正確交付到目的用程。v要能正確地將數(shù)據(jù)交付指定用程，就每個用程予一個明確的v在TCP/IP網(wǎng)中，使用一種與操作系無關的端口號(protocolportnumber)（稱端口號）來通信的用程的端口在程之的通信中所起的用接收方發(fā)送方

應用進程應用進程端口應用層端口運輸層TCP復用UDP復用TCP分用UDP分用UDP用戶數(shù)據(jù)報UDP用戶數(shù)據(jù)TCP報文段TCP報文段報網(wǎng)絡層IP復用IP分用IP數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報用數(shù)據(jù)UDPv

UDP

只在

IP

的數(shù)據(jù)服之上增加了很少一點的功能，即端口的功能和差的功能。v然

UDP

用數(shù)據(jù)只能提供不可靠的交付，但

UDP在某些方面有其特殊的點。§

發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接§

UDP的主機不需要維持復雜的連接狀態(tài)表?！?/p>

UDP用戶數(shù)據(jù)報只有

8個字節(jié)的首部開銷。§

網(wǎng)絡出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低。這對某些實時應用是很重要的。UDP

的特點v

UDP是無接的，即送數(shù)據(jù)之前不需要建立接（當然送數(shù)據(jù)束也沒有接可放），因此減少了開送數(shù)據(jù)之前的v

UDP使用盡最大努力交付，即不?？煽拷桓叮膊皇褂萌刂?，因此主機不需要持具有多參數(shù)的、復的接狀v

由于

UDP沒有塞控制，因此網(wǎng)出的塞不使源主機的送速率降低。某些用是很要的。很多的用（IP等）要求源主機以恒定的速率送數(shù)據(jù)，并且允在網(wǎng)生塞

失一些數(shù)據(jù)，但卻不允數(shù)

據(jù)

有

太

大

的UDP正好適合種要求。UDP

的特點（）v

UDP是面向文的。就是，

UDP用程交下來的文不再劃分若干個分來送，也不把收到的若干個文合并后再交付用程?！?/p>

應用程序交給

UDP一個報文，UDP就發(fā)送這個報文；而

UDP收到一個報文，就把它交付給應用程序?！?/p>

應用程序必須選擇合適大小的報文。v

UDP支持一一、一多、多一和多多的交互通信。v

用數(shù)據(jù)只有

8個字的首部開，TCP的

20個字的首部要短。UDP

的v然某些用需要使用沒有塞控制的

UDP，但當很多的源主機同都向網(wǎng)送高速率的，網(wǎng)就有可能生塞，果大都無正常接收。v有一些使用

UDP的用需要UDP的不可靠的行適當?shù)母囊詼p少數(shù)據(jù)的失。UDP

的首部格式字節(jié)441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP長度字節(jié)122222偽首部

源端口

目的端口

長

度檢驗和UDP用戶數(shù)據(jù)報首

部數(shù)據(jù)發(fā)送在前首

部數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)報用戶數(shù)據(jù)報

UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有

8個字節(jié)，由

4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。字節(jié)441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP長度字節(jié)122222偽首部

源端口

目的端口

長

度檢驗和UDP用戶數(shù)據(jù)報

首

部數(shù)據(jù)發(fā)送在前首

部數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)報在計算檢驗和時，臨時把“偽首部”和

UDP用戶數(shù)據(jù)報連接在一起。偽首部僅僅是為了計算檢驗和。字節(jié)441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP長度字節(jié)122222偽首部

源端口

目的端口

長

度檢驗和UDP用戶數(shù)據(jù)報

首

部數(shù)據(jù)發(fā)送在前首

部數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)報控制TCPv

TCP是面向接的運v

每一條

TCP接只能有兩個端點(endpoint)，每一條TCP接只能是點點的（一一）。v

TCP提供可靠交付的服。v

TCP提供全雙工通信。v

面向字流。TCP

面向流的概念發(fā)送方接收方應用進程應用進程向發(fā)送緩存寫入數(shù)據(jù)塊從接收緩存讀取數(shù)據(jù)塊端口端口TCPTCP發(fā)送緩存接收緩存…報文段報文段發(fā)送TCP報文段報文段當注意vTCP接是一條虛接而不是一條真正的理接。vTCP程一次把多的文送到

TCP的存中是不關心的。vTCP根據(jù)方出的窗口和當前網(wǎng)塞的程度來決定一個文段包含多少個字（

UDP送的文度是用程出的）。vTCP可把太的數(shù)據(jù)劃分短一些再送。

TCP也可等待累有足多的字后再構文段送出去。TCP接的任何一方都

能

送和接收數(shù)據(jù)v