運輸層協(xié)議概述

1、5.1 運輸層協(xié)議概述 進程之間的通信從通信和信息處理的角度看，運輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬于面向通信部分的最高層，同時也是用戶功能中的最低層。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分中的兩個主機使用網(wǎng)絡(luò)的核心部分的功能進行端到端的通信時，只有位于網(wǎng)絡(luò)邊緣部分的主機的協(xié)議棧才有運輸層，而網(wǎng)絡(luò)核心部分中的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時都只用到下三層的功能。運輸層為相互通信的應(yīng)用進程提供了邏輯通信54321運輸層提供應(yīng)用進程間的邏輯通信主機 A主機 B應(yīng)用進程應(yīng)用進程路由器 1路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP 層LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP 協(xié)議的作用范圍運輸層協(xié)議 TCP 和 U

2、DP 的作用范圍AP3應(yīng)用進程之間的通信兩個主機進行通信實際上就是兩個主機中的應(yīng)用進程互相通信。應(yīng)用進程之間的通信又稱為端到端的通信。運輸層的一個很重要的功能就是復(fù)用和分用。應(yīng)用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到運輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)?！斑\輸層提供應(yīng)用進程間的邏輯通信”?！斑壿嬐ㄐ拧钡囊馑际牵哼\輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數(shù)據(jù)。但事實上這兩個運輸層之間并沒有一條水平方向的物理連接。運輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別2應(yīng)用進程22應(yīng)用進程2IP 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）因 特 網(wǎng)運輸層的主要功能運輸

3、層為應(yīng)用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網(wǎng)絡(luò)層是為主機之間提供邏輯通信）。運輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。運輸層需要有兩種不同的運輸協(xié)議，即面向連接的 TCP 和無連接的 UDP。兩種不同的運輸協(xié)議運輸層向高層用戶屏蔽了下面網(wǎng)絡(luò)核心的細節(jié)（如網(wǎng)絡(luò)拓撲、所采用的路由選擇協(xié)議等），它使應(yīng)用進程看見的就是好像在兩個運輸層實體之間有一條端到端的邏輯通信信道。當(dāng)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（只提供盡最大努力服務(wù)），但這種邏輯通信信道就相當(dāng)于一條全雙工的可靠信道。當(dāng)運輸層采用無連接的 UDP 協(xié)議時，這種邏輯通信信道是一條不可靠信道。 運輸層的兩個主要協(xié)議TCP/IP

4、 的運輸層有兩個不同的協(xié)議：(1) 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP (User Datagram Protocol)(2) 傳輸控制協(xié)議 TCP (Transmission Control Protocol)TCP 與 UDP兩個對等運輸實體在通信時傳送的數(shù)據(jù)單位叫作運輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。TCP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 TCP 報文段(segment)UDP 傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是 UDP 報文或用戶數(shù)據(jù)報。TCP/IP 體系中的運輸層協(xié)議TCPUDPIP應(yīng)用層與各種網(wǎng)絡(luò)接口運輸層TCP 與 UDPUDP 在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。

5、對方的運輸層在收到 UDP 報文后，不需要給出任何確認。雖然 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。TCP 則提供面向連接的服務(wù)。TCP 不提供廣播或多播服務(wù)。由于 TCP 要提供可靠的、面向連接的運輸服務(wù)，因此不可避免地增加了許多的開銷。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機資源。還要強調(diào)兩點運輸層的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報與網(wǎng)際層的IP數(shù)據(jù)報有很大區(qū)別。IP 數(shù)據(jù)報要經(jīng)過互連網(wǎng)中許多路由器的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，但 UDP 用戶數(shù)據(jù)報是在運輸層的端到端抽象的邏輯信道中傳送的。TCP 報文段是在運輸層抽象的端到端邏輯信道中傳送，這種信道是可靠的全雙工信道。

6、但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的運輸層是否建立了 TCP 連接。 運輸層的端口運行在計算機中的進程是用進程標識符來標志的。運行在應(yīng)用層的各種應(yīng)用進程卻不應(yīng)當(dāng)讓計算機操作系統(tǒng)指派它的進程標識符。這是因為在因特網(wǎng)上使用的計算機的操作系統(tǒng)種類很多，而不同的操作系統(tǒng)又使用不同格式的進程標識符。為了使運行不同操作系統(tǒng)的計算機的應(yīng)用進程能夠互相通信，就必須用統(tǒng)一的方法對 TCP/IP 體系的應(yīng)用進程進行標志。需要解決的問題由于進程的創(chuàng)建和撤銷都是動態(tài)的，發(fā)送方幾乎無法識別其他機器上的進程。有時我們會改換接收報文的進程，但并不需要通知所有發(fā)送方。我們往往需要利用目的主

7、機提供的功能來識別終點，而不需要知道實現(xiàn)這個功能的進程。端口號(protocol port number)簡稱為端口(port)解決這個問題的方法就是在運輸層使用協(xié)議端口號(protocol port number)，或通常簡稱為端口(port)。雖然通信的終點是應(yīng)用進程，但我們可以把端口想象是通信的終點，因為我們只要把要傳送的報文交到目的主機的某一個合適的目的端口，剩下的工作（即最后交付目的進程）就由 TCP 來完成。軟件端口與硬件端口在協(xié)議棧層間的抽象的協(xié)議端口是軟件端口。路由器或交換機上的端口是硬件端口。硬件端口是不同硬件設(shè)備進行交互的接口，而軟件端口是應(yīng)用層的各種協(xié)議進程與運輸實體進行層間交互的一種地址。TCP 的端口端口用一個 16 位端口號進行標志。端口號只具有本地意義，即端口號只是為了標志本計算機應(yīng)用層中的各進程。在因特網(wǎng)中不同計算機的相同端口號是沒有聯(lián)系的。三類端口熟知端口，數(shù)值一般為 01023。登記端口號，數(shù)值為102449151，為沒有熟知端口號的應(yīng)用程序使用的。使用這個范圍的端