数据通信与计算机网络教学全套课件王磊课件 第6章.ppt

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1、第六章运输层运输层，又称为传输层。它位于OSI体系结构的第四层，介于网络层和应用层之间（不考虑会话层和表示层），是整个网络体系结构中的关键层次。从通信与信息处理的角度来看，运输层向它上面的应用层提供通信服务，属于面向通信部分的最高层，但同时也是用户功能中的最低层。本章将从运输层所涉及的基本概念入手，讨论运输层中的两个重要协议——UDP和TCP。第1节运输层概述运输层的功能运输层的主要功能是利用网络层所提供的服务向应用层提供有效、可靠且价格合理的服务。其主要任务是：在优化网络服务的基础上，提供从源主机到目的主机之间可靠且价格合理的数据传输，使高层服务用户的通信与其所使用的网络无关。换句话

2、说，运输层屏蔽掉了下层通信子网的实现细节，实现了端到端（进程到进程）的透明传输。由于IP协议提供的是“尽最大努力地交付”服务，因此运输层还必须具有流量控制、拥塞控制和差错控制等功能，从而保证数据传输的完整性和准确性。可以认为，运输层是一个可靠的层次（并非100%可靠）。进程和端口进程进程，简单的说就是正在执行的程序。它是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，它可以申请和拥有系统资源，是一个动态的概念，是一个活动的实体。它不仅仅是程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。端口在因特网中，各主机之间通过TCP/IP协议发送和接收数据。路由器会

3、根据IP数据报首部中的目的地址进行路由选择，从而将数据从源主机传送到目的主机。我们知道，绝大部分的操作系统都支持多程序（进程）同时运行，那么当主机收到一个IP数据报后，将这个数据报交付给众多同时运行的程序（进程）中的哪一个呢？这就需要通过协议端口号（potocolnumber，简称为端口）来标识出通信的应用进程。在TCP/IP体系中，端口号长度为16bit。应用程序FTP（data）FTP（control）TELNETSMTPDNSHTTPPOP3端口号202123255380110部分常用的熟知端口号在实际使用中，为了保证进程之间的通信能够正常进行，需要将端口号与IP地址结合起来使用

4、，称为插口或套接字（socket），定义为（IP地址：端口号）。运输层协议运输层有两个非常重要的协议：用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）和传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol），它们都是因特网的正式标准。UDP协议是无连接的，即在数据传输之前不需要建立连接，目的主机收到数据报后也不需要发回确认。它虽然提供的是不可靠的数据交付，但在对实时性要求比较高的情况下（如视频会议），是一种非常有效的方式。TCP协议是面向连接的，即在数据传输之前需要先建立连接，而且目的主机收到数据报后要发回确认信息。它提供的是可靠的数据交付，但与U

5、DP相比增加了许多开销，如确认、流量控制、连接管理等，其报文格式也比较复杂。UDP数据报格式非常简单，仅在IP数据报的基础上增加了很少的一些功能，这正是UDP协议传输效率高的一个主要原因。第2节用户数据报协议UDPUDP数据报格式UDP的工作原理当运输层从网络层收到一个UDP数据报时，要根据首部中的目的端口号将其送到相应的端口，并最终交付给应用进程。如果接收方发现收到的UDP数据报目的端口号不正确（即不存在该端口对应的应用进程），则丢弃该报文，并由ICMP发送“端口不可达”的差错报文给发送方。第3节传输控制协议TCP端口…发送TCP报文段TCP…TCP接收缓存发送缓存报文段…报文段报

6、文段端口发送端接收端向发送缓存写入数据块从接收缓存读取数据块应用进程应用进程TCP报文的格式TCP首部20字节的固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FIN32bitSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充TCP数据部分TCP首部TCP报文段IP数据部分IP首部发送在前20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充源端口和目的端口字段——各占16bit。分别标识连接在两端的两个应用进程对应的端口。20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源

7、端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充序号字段——占32bit。TCP协议的序号编号方式与其他协议不同，它指的是本报文段所发送字节流的第一个字节的序号。20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充确认号字段——占32bit，表示期望收到对方下一个TCP报文段的第一个数据字节的序号。20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变