計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)項目化教程（第2版）課件 單元8 傳輸層協(xié)議與端口

單元8

傳輸層協(xié)議與端口《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程Computernetworktechnology單元8

傳輸層協(xié)議與端口-內(nèi)容列表《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程8.1傳輸層服務(wù)8.2傳輸控制協(xié)議（TCP）8.3用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）傳輸層服務(wù)《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程Computernetworktechnology傳輸層《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間，是整個網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的核心，為上層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。傳輸層的主要功能包括分段與重組、流量控制、差錯控制以及提供不同傳輸服務(wù)等。定義傳輸層《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）是傳輸層最常見的兩種協(xié)議。常見傳輸層協(xié)議TCP提供面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，具有流量控制、差錯控制和擁塞控制等功能。TCP服務(wù)UDP提供無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù)，適用于對實時性要求較高但允許少量丟包的應(yīng)用場景。UDP服務(wù)傳輸控制協(xié)議-TCP《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程連接導(dǎo)向可靠傳輸流量控制擁塞控制TCP是一種面向連接的協(xié)議，通信雙方必須先建立連接才能進行數(shù)據(jù)傳輸。TCP能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況進行流量控制，避免發(fā)送方過快地發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致接收方無法處理。TCP提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，通過確認機制、重傳機制等保證數(shù)據(jù)能夠正確、有序地到達目的地。TCP還具備擁塞控制功能，當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時能夠降低發(fā)送速率，減輕網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)。用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議-UDP《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程UDP是一種無連接的協(xié)議，通信雙方不需要建立連接即可進行數(shù)據(jù)傳輸。UDP不提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)可能會丟失、重復(fù)或亂序到達。由于UDP不需要進行連接建立和維護等操作，因此具有更高的傳輸效率。UDP適用于對實時性要求較高的應(yīng)用，如在線視頻、在線游戲等。無連接不可靠傳輸高效性適用于實時應(yīng)用TCP與UDP比較《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程連接方式TCP是面向連接的，而UDP是無連接的。TCP提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而UDP則不提供。UDP的傳輸效率高于TCP，因為UDP不需要進行連接建立和維護等操作。TCP適用于對數(shù)據(jù)傳輸可靠性要求較高的場景，如文件傳輸、電子郵件等；而UDP則適用于對實時性要求較高的場景，如在線游戲等?？煽啃孕蔬m用場景傳輸層端口尋址《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程端口號標識應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)通信中，端口是傳輸層的一個重要概念，用于標識不同應(yīng)用程序或服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)通信端點。端口使得同一臺計算機上的多個應(yīng)用程序可以獨立地進行網(wǎng)絡(luò)通信，而不會相互干擾。每個應(yīng)用程序通過監(jiān)聽特定的端口來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。端口作用端口（Port）定義傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程端口號應(yīng)用程序協(xié)議20文件傳輸協(xié)議（FTP）數(shù)據(jù)TCP21文件傳輸協(xié)議（FTP）控制TCP23TelnetTCP25簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）TCP80超文本傳輸協(xié)議（HTTP）TCP110郵局協(xié)議3（POP3）TCP公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）公認端口也稱熟知端口號，分配給最重要的TCP/IP應(yīng)用，如HTTP、SMTP/POP3等。傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）端口號應(yīng)用程序協(xié)議1812RADIUS身份驗證UDP1863MSNMessengerTCP2000思科信令連接控制協(xié)議（SCCP，用于VoIP語音）UDP這類端口號分配給非公認的應(yīng)用程序。使用這類端口要按規(guī)定的手續(xù)登記，以防止重復(fù)。傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）端口號應(yīng)用程序端口類型53DNS公認TCP/UDP端口161簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP公認TCP/UDP端口531AOL即時通信，IRC公認TCP/UDP端口動態(tài)端口也稱臨時端口，動態(tài)分配給客戶端應(yīng)用。netstat命令《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程檢驗網(wǎng)絡(luò)主機中開放并運行了哪些活動的TCP連接列出正在使用的協(xié)議、本地地址和端口號、外部地址和端口號以及連接的狀態(tài)傳輸控制協(xié)議（TCP)《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程ComputernetworktechnologyTCP的段結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程TCP雖然是面向字節(jié)流的，但TCP傳送的數(shù)據(jù)單元卻是報文段。一個TCP報文段分為首部和數(shù)據(jù)兩部分，而TCP的全部功能都體現(xiàn)在它首部的各字段中。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是整數(shù))。因此TCP首部的最小長度是20字節(jié)。TCP數(shù)據(jù)部分TCP首部TCP報文段IP數(shù)據(jù)報的

數(shù)據(jù)部分IP首部《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程TCP數(shù)據(jù)部分TCP首部TCP報文段IP數(shù)據(jù)報的

數(shù)據(jù)部分IP首部TCP首部20字節(jié)的固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FIN32位SYNRSTPSHACKURG位08162431填充發(fā)送在前TCP報文段的首部格式TCP的段結(jié)構(gòu)TCP創(chuàng)建可靠會話《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程主機間采用TCP進行通信，連接和會話機制保障了TCP的可靠性。數(shù)據(jù)發(fā)送方向數(shù)據(jù)接受方法送請求。數(shù)據(jù)接收方回應(yīng)對連接請求的確認段。數(shù)據(jù)發(fā)送方向?qū)Ψ桨l(fā)送確認段的確認。三次握手連接建立TCP連接終止《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程釋放連接在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，通信雙方都可以發(fā)出釋放連接的請求。TCP協(xié)議采用“文雅”的方式釋放連接，也就是說，TCP連接的釋放是在兩個方向上分別釋放連接，每個方向上連接的釋放只終止本方向的數(shù)據(jù)傳輸。四次握手當一個方向的連接釋放后，TCP的連接就處于“半連接”或“半關(guān)閉”狀態(tài)。當兩個方向的連接都已釋放后，TCP連接才完全釋放TCP連接建立和終止-會話連接和終止的實例《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程SYN,SEQ=x客戶進程服務(wù)器進程LISTEN（被動打開）(主動打開)SYN_SENTSYN_RCVDESTABLISHEDESTABLISHED(主動關(guān)閉)FIN_WAIT_1FIN_WAIT_2LAST_ACKTIME_WAITCLOSED（全雙工數(shù)據(jù)傳送階段）SYN,ACK,SEQ=y,ACK=x+1ACK,SEQ=x+1,ACK=y+1FIN,SEQ=uACK,SEQ=v,ACK=u+1FIN,ACK,SEQ=v,ACK=u+1ACK,SEQ=u+1,ACK=v+1TIME_WAITCLOSE_ACKSYN_RCVDESTABLISHED數(shù)據(jù)傳輸TCP可靠性控制措施-面向連接的傳輸機制《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程TCP面向連接服務(wù)TCP數(shù)據(jù)段重組TCP創(chuàng)建可靠會話-超時重傳機制《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程重傳機制的核心是設(shè)立重傳定時器，該定時器在發(fā)送方開始發(fā)送數(shù)據(jù)時啟動，如果在定時器超時前收到確認數(shù)據(jù)段，定時器將被關(guān)閉，否則，就重傳數(shù)據(jù)段。TCP數(shù)據(jù)段重傳TCP可靠性控制措施-擁塞控制《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程擁塞控制是為了避免過多的數(shù)據(jù)同時經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的某個節(jié)點，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降或網(wǎng)絡(luò)崩潰。常見的擁塞控制策略包括慢啟動、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)。當TCP的發(fā)送速率達到慢啟動閾值時，它會進入擁塞避免階段。在這個階段，TCP會更加謹慎地增加發(fā)送速率，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。TCP擁塞控制TCP流量控制-滑動窗口《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程滑動窗口協(xié)議（SlidingWindowProtocol），屬于TCP協(xié)議的一種應(yīng)用，用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時的流量控制，以避免擁塞的發(fā)生。該協(xié)議允許發(fā)送方在停止并等待確認前發(fā)送多個數(shù)據(jù)分組。由于發(fā)送方不必每發(fā)一個分組就停下來等待確認。因此該協(xié)議可以加速數(shù)據(jù)的傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量?；瑒哟翱诹髁靠刂朴脩魯?shù)據(jù)包協(xié)議（UDP)《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程ComputernetworktechnologyUDP的段結(jié)構(gòu)《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程雖然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。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2個字節(jié)。UDP的首部開銷小，比TCP的20個字節(jié)的首部要短。IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分IP首部數(shù)據(jù)UDP首部UDP報文段《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程數(shù)據(jù)首部IP數(shù)據(jù)報偽首部源端口目的端口長度檢驗和UDP長度源IP地址目的IP地址017字節(jié)44112122222發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報UDP的段結(jié)構(gòu)UDP數(shù)據(jù)報的首部格式UDP服務(wù)場景《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程簡單網(wǎng)