2023年運(yùn)輸協(xié)議概述

運(yùn)輸層 運(yùn)輸(yùnshū)協(xié)議(transportprotocol)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造中的關(guān)鍵之一。退出(tuìchū)第一頁，共三十三頁。第一頁，共三十四頁。運(yùn)輸(yùnshū)協(xié)議概述 運(yùn)輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信效勞(xiàoláo) 它屬于面向通信局部的最高層 用戶功能中的最低層。運(yùn)輸層只存在于通信子網(wǎng)以外的主機(jī)中，在通信子網(wǎng)中沒有運(yùn)輸層，第二頁，共三十三頁。第二頁，共三十四頁。

第三頁，共三十三頁。第三頁，共三十四頁。第四頁，共三十三頁。第四頁，共三十四頁。

運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供(tígōng)邏輯通信 端端網(wǎng)絡(luò)層是為主機(jī)之間提供邏輯通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，第五頁，共三十三頁。第五頁，共三十四頁。第六頁，共三十三頁。第六頁，共三十四頁。OSI使用了簡(jiǎn)潔的抽象方法將運(yùn)輸層與其上下層(xiàcéng)之間的關(guān)系歸納第七頁，共三十三頁。第七頁，共三十四頁。 運(yùn)輸層向高層用戶屏蔽了下面通信(tōngxìn)子網(wǎng)的細(xì)節(jié)，它使應(yīng)用進(jìn)程看見的就是好似在兩個(gè)運(yùn)輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯通信(tōngxìn)信道，但這條邏輯通信(tōngxìn)信道對(duì)上層的表現(xiàn)卻因運(yùn)輸層使用的不同協(xié)議而有很大的差異。當(dāng)運(yùn)輸層采用面向連接的TCP協(xié)議時(shí)，盡管下面的網(wǎng)絡(luò)是不可靠的(即只提供盡最大努力效勞)，但這種邏輯通信(tōngxìn)信道就相當(dāng)于一條全雙工的可靠信道。但當(dāng)運(yùn)輸層采用無連接的UDP協(xié)議時(shí)，這種邏輯通信(tōngxìn)信道那么是一條不可靠信道。第八頁，共三十三頁。第八頁，共三十四頁?？煽啃诺喇嫵梢粋€(gè)管道，這意味著報(bào)文在這樣的“管道〞中運(yùn)輸(yùnshū)時(shí)，可以做到無過失、按序(接收的順序和發(fā)送的順序一樣)、無喪失和無重復(fù)。第九頁，共三十三頁。第九頁，共三十四頁。TCP/IP體系(tǐxì)中的運(yùn)輸層運(yùn)輸層中的兩個(gè)協(xié)議 TCP/IP的運(yùn)輸層有兩個(gè)不同(bùtónɡ)的協(xié)議，它們都是因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)，即： 〔1〕用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP(UserDatagramProtocol) 〔2〕傳輸控制協(xié)議 TCP(TransmissionControlProtocol)第十頁，共三十三頁。第十頁，共三十四頁。第十一頁，共三十三頁。第十一頁，共三十四頁。端口的概念 UDP和TCP都使用了與應(yīng)用層接口處的端口(port)與上層(shàngcéng)的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)展通信。第十二頁，共三十三頁。第十二頁，共三十四頁。第十三頁，共三十三頁。第十三頁，共三十四頁。 假設(shè)沒有端口，運(yùn)輸層就無法知道數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)交付給應(yīng)用層的哪一個(gè)進(jìn)程。端口是用來標(biāo)識(shí)應(yīng)用層的進(jìn)程。 端口號(hào)分為兩類。一類是由因特網(wǎng)指派名字和號(hào)碼公司ICANN負(fù)責(zé)分配給一些常用(chánɡyònɡ)的應(yīng)用層程序固定使用的熟知端口(well-knownport)，其數(shù)值一般為0~1023，見[RFC1700]。例如，F(xiàn)TP用21，TELNET用23，SMTP用25，DNS用53，HTTP用80，SNMP用161，等。當(dāng)一種新的應(yīng)用程序出現(xiàn)時(shí)，必須為它指派一個(gè)熟知端口，否那么其他的應(yīng)用進(jìn)程就無法和它進(jìn)展交互。

第十四頁，共三十三頁。第十四頁，共三十四頁。第十五頁，共三十三頁。第十五頁，共三十四頁。插口(chākǒu)包括IP地址(32bit)和端口號(hào)(16bit)，共48bit。第十六頁，共三十三頁。第十六頁，共三十四頁。用戶(yònghù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的用處 雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)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(diǎn)，例如： 〔1〕發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接(當(dāng)然發(fā)送數(shù)據(jù)完畢時(shí)也沒有連接需要釋放)，因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的時(shí)延。 〔2〕UDP沒有擁塞控制，也不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持具有許多參數(shù)(cānshù)的、復(fù)雜的連接狀態(tài)表。 〔3〕UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只有8個(gè)字節(jié)的首部開銷，比TCP的20個(gè)字節(jié)的首部要短。 〔4〕由于UDP沒有擁塞控制，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)送速率降低。

第十七頁，共三十三頁。第十七頁，共三十四頁。第十八頁，共三十三頁。第十八頁，共三十四頁。用戶數(shù)據(jù)(shùjù)報(bào)的格式 用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段很簡(jiǎn)單，只有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。各字段意義如下所述。 〔1〕源端口字段：源端口號(hào)。 〔2〕目的端口字段：目的端口號(hào)。 〔3〕長(zhǎng)度字段：UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度。 〔4〕檢驗(yàn)和字段：防止UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中出錯(cuò)。第十九頁，共三十三頁。第十九頁，共三十四頁。傳輸控制協(xié)議TCP TCP是TCP/IP體系中面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議，它提供全雙工的可靠交付的效勞。TCP報(bào)文段的首部 一個(gè)(yīɡè)TCP報(bào)文段分為首部和數(shù)據(jù)兩局部 TCP報(bào)文段首部的前20個(gè)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(xiàng)(N必須是整數(shù))。因此TCP首部的最小長(zhǎng)度是20字節(jié)。第二十頁，共三十三頁。第二十頁，共三十四頁。第二十一頁，共三十三頁。第二十一頁，共三十四頁。首部固定局部各字段的意義如下所述?！?〕源端口和目的(mùdì)端口〔2〕序號(hào)〔3〕確認(rèn)序號(hào)〔4〕數(shù)據(jù)偏移〔5〕保存〔6〕緊急比特URG(URGent)第二十二頁，共三十三頁。第二十二頁，共三十四頁?！?〕確認(rèn)比特(bǐtè)ACK〔8〕推送比特PSH(PuSH)〔9〕復(fù)位比特RST(ReSeT)〔10〕同步比特SYN〔11〕終止比特FIN(FINal)〔12〕窗口〔13〕檢驗(yàn)和〔14〕選項(xiàng)第二十三頁，共三十三頁。第二十三頁，共三十四頁。TCP的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn) TCP協(xié)議是面向字節(jié)的。TCP將所要傳送的整個(gè)報(bào)文(這可能包括許多個(gè)報(bào)文段)看成是一個(gè)個(gè)字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，并使每一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一個(gè)序號(hào)。 TCP確實(shí)認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)(即收到的數(shù)據(jù)流中的最后一個(gè)序號(hào))表示確認(rèn)。但接收端返回(fǎnhuí)確實(shí)認(rèn)序號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加1。也就是說，確認(rèn)序號(hào)表示接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。

第二十四頁，共三十三頁。第二十四頁，共三十四頁。第二十五頁，共三十三頁。第二十五頁，共三十四頁。TCP的流量控制與擁塞控制 為了進(jìn)步報(bào)文段的傳輸效率，TCP采用大小(dàxiǎo)可變的滑動(dòng)窗口進(jìn)展流量控制。窗口大小(dàxiǎo)的單位是字節(jié)。在TCP報(bào)文段首部的窗口字段寫入的數(shù)值就是當(dāng)前給對(duì)方設(shè)置的窗口數(shù)值。

第二十六頁，共三十三頁。第二十六頁，共三十四頁。第二十七頁，共三十三頁。第二十七頁，共三十四頁。TCP的運(yùn)輸連接收理 TCP是面向連接的協(xié)議。運(yùn)輸連接的建立和釋放是每一次面向連接的通信中必不可少的過程。 在連接建立過程中要解決以下三個(gè)問題。 〔1〕要使每一方可以確知對(duì)方的存在。 〔2〕要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)(如最大報(bào)文段長(zhǎng)度，最大窗口大小，效勞質(zhì)量等)。 〔3〕可以運(yùn)輸實(shí)體資源(如緩存大小，連接表中的工程等)進(jìn)展分配。 TCP的連接和建立都是采用(cǎiyòng)客戶效勞器方式。主動(dòng)發(fā)起連接建立的進(jìn)程叫做客戶(client)，而被動(dòng)等待連接建立的進(jìn)程叫做效勞器(server)。第二十八頁，共三十三頁。第二十八頁，共三十四頁。第二十九頁，共三十三頁。第二十九頁，共三十四頁。第三十頁，共三十三頁。第三十頁，共三十四頁。TCP的有限狀態(tài)機(jī) 為了管理因特網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)管理中心設(shè)有管理信息庫MIB(ManagementInformationBase)。管理信息庫存放著各主機(jī)的TCP連接表(ConnectionTable)，TCP連接表對(duì)每個(gè)連接都登記了其連接信息。除本地和遠(yuǎn)地的IP地址和端口號(hào)外，還要記錄每一個(gè)(yīɡè)連接所處的狀態(tài)。第三十一頁，共三十三頁。第三十一頁，共三十四頁。第三十二頁，共三十三頁。第三十二頁，共三十四頁。內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)運(yùn)輸層。運(yùn)輸(yùnshū)層只存在于通信子網(wǎng)以外的主機(jī)中，在通信子網(wǎng)中沒有運(yùn)輸(yùnshū)層，。例如，F(xiàn)TP用21，TELNET用23，SMTP用25，DNS用53，HTTP用80，SNMP用161，等。用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段很簡(jiǎn)單，只有8個(gè)字節(jié)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。TCP的流量控制與擁塞控制?！?〕要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)(如最大報(bào)文段長(zhǎng)度，最大窗口大小，效勞質(zhì)量等)第三十三頁，共三十三頁。第三十三頁，共三十四頁。內(nèi)容總結(jié)運(yùn)