第7章 传输层

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1、第7章传输层·教学内容7.1传输层协议概述7.2TCP/IP体系中的传输层7.3用户数据报协议UDP7.3传输控制协议TCP·本章重点§运输层协议的功能§套接字§TCP报文格式§TCP的流量控制与拥塞控制§TCP和连接与释放7.1传输层协议概述7.1.1进程之间的通信·传输层在层次体系结构中的地位§属于面向通信部分的最高层，用户功能中的最低层§为应用层提供通信服务·如何为应用进程提供逻辑通信§两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信。应用进程之间的通信又称为端到端的通信。§传输层根据下面通信子网

2、的特性最佳地利用网络资源，以可靠和经济的方式在两端主机的应用进程之间，建立一条运输连接，以透明地传送报文，即运输层向上一层为进行通信的两个进程之间提供一个端到端的逻辑通信，使它们看不见运输层以下的数据通信细节。§在通信子网内的各个交换节点以及连接各通信子网的路由器只能为主机之间提供逻辑通信，而且都没有运输层，所以，运输层只能存在于通信子网外面的主机中。·运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交到运输层，再往下就共用网络层提供的服务。7.1.2传输层中的两个协议·用户数据

3、报协议UDP（UserDatagramProtocol）§提供不可靠的无连接的服务，实现尽力而为的传输§TPDU称为UDP报文或用户数据报·传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）§提供可靠的面向连接的服务，由于需要确认、流量控制、计时和连接管理，会增加许多开销§TPDU称为TCP报文段·两点强调§UDP数据报与IP数据报存在很大区别：IP数据报要经过互连网中的路由器进行转发，而UDP数据报是在传输层之间的端到端的逻辑信道中传输§TCP和网络层中的虚电路完全不同：TCP报文

4、段是在传输层的端到端的逻辑信道中传送，是可靠的全双工通信，但这样的信道却不知道经过哪些路由器7.1.3端口与套接字·传输层与网络层最大的区别是传输层提供应用进程之间通信能力。因此，通信端点的标识不仅是主机地址，还包括可以描述进程的某种信息。为此TCP/IP协议提出了协议端口TSAP的概念，用于标识通信的进程。·端口是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O缓冲区。·UDP和TCP都使用端口与上层的应用进程进行通信和交互，因此在传输协议数据单元TPDU的首部都需要写入源端口和目的端口。·应用进程通过系统调用

5、与某端口建立连接(binding绑定)后，从该端口将数据发给传输层，传输层传给该端口的数据都被相应绑定的进程所接收。因此，端口标志着应用层的进程。·采用了复用和分用技术，在传输层与网络层的交互中只看见TCP报文段或UDP数据报，看不见应用进程。·端口用一个16位的端口号进行标识，端口号只具有本地意义，用来标识区分本机中应用层的各进程。·套接字socket，即套接口，或插口，由IP地址和端口号两部分组成，用来表示连接一个端点，好比单位电话号码+内部分机号码唯一表示通话的一方。无论是面向连接的TCP协议，还是无连

6、接的UDP协议都需用到套接字的概念。7.2用户数据报协议UDP7.2.1UDP概述·用户数据报协议UDP：建立在IP之上的一种无连接的、不可靠的数据报传输服务，它只比IP数据报服务增加了端口、复用与分用和差错控制的功能。UDP实体只是将数据报送上网络，或者从网上接收数据报。·UDP与IP的差别§IP由系统管理的网络软件使用，一般用户无法使用§UDP可由普通用户直接使用，故称为用户数据报UDP§UDP必须运行在IP之上，增加端口、差错控制等功能。·UDP保留应用程序定义的边界§不会将两个以上应用报文合并为一个§

7、不会将一个应用报文分为几段。·UDP根据端口（Port）号对若干个应用程序进行多路复用，并能利用检验和检查数据的完整性。·基于UDP的应用程序必须自己解决可靠性问题，如报文丢失、报文重复、报文失序、流量控制等。·虽然UDP用户数据报只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的优点。§无连接：发送数据之前不需要建立连接。§尽最大努力传输：不保证可靠交付，不使用拥塞控制，因此，不需要维持复杂的连接状态表。§没有拥塞控制，出现拥塞也不会降低发送速率，可满足某些实时应用（视频会议、IP电话等）。§面向报文：应用

8、进程的报文不再划分成分组传送。§支持一对一、一对多、多对一和多对多通信。§开销小：只有8个字节的首部，不需要建立/释放连接。·伪首部：并不是UDP数据报真正的首部，只是在计算校验和时和UDP用户数据报连接在一起进行计算，它无需向下传送，也无需向上递交，仅是为了计算检验和。·UDP首部字段的含义§源端口号、目的端口号§长度：用户数据报的长度§检验和：对首部（含伪首部）和数据按16位为一组，求和后取其反