計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)傳輸層課件

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)傳輸層課件傳輸層概述TCP協(xié)議UDP協(xié)議RTP協(xié)議傳輸層協(xié)議比較contents目錄傳輸層概述01它負(fù)責(zé)將上層應(yīng)用層的數(shù)據(jù)分段、傳輸和重組，確保數(shù)據(jù)能夠可靠、有效地傳輸?shù)侥繕?biāo)端。傳輸層還提供了流量控制和擁塞控制機(jī)制，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)丟失。傳輸層是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)中的重要層次之一，負(fù)責(zé)提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。傳輸層的功能和作用TCP/IP協(xié)議族中的傳輸層協(xié)議包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）。TCP是一種面向連接的協(xié)議，提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，通過(guò)序列號(hào)、確認(rèn)機(jī)制、重傳機(jī)制等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的順序和完整性。UDP則是一種無(wú)連接的協(xié)議，提供了一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，如流媒體、實(shí)時(shí)游戲等。傳輸層協(xié)議模型根據(jù)傳輸層協(xié)議的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，可以分為可靠傳輸協(xié)議和不可靠傳輸協(xié)議?？煽總鬏攨f(xié)議如TCP，能夠保證數(shù)據(jù)順序和完整性，適用于需要可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。不可靠傳輸協(xié)議如UDP，不保證數(shù)據(jù)的順序和完整性，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用。傳輸層協(xié)議分類TCP協(xié)議02在傳輸數(shù)據(jù)之前，需要先建立連接。面向連接提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，通過(guò)確認(rèn)機(jī)制、重傳機(jī)制、流量控制和擁塞控制機(jī)制等來(lái)保證數(shù)據(jù)的順序和完整性?？煽總鬏斣试S雙方在任何時(shí)候都能發(fā)送數(shù)據(jù)，且可以同時(shí)發(fā)送。全雙工通信TCP提供的是字節(jié)流服務(wù)，發(fā)送端和接收端之間傳送的是連續(xù)的字節(jié)流。字節(jié)流TCP協(xié)議的特點(diǎn)和功能通過(guò)三次握手（3-wayhandshake）過(guò)程建立連接。TCP連接建立通過(guò)TCP報(bào)文段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)四次揮手（4-wayhandshake）過(guò)程釋放連接。TCP連接釋放TCP協(xié)議的傳輸機(jī)制包括慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)等算法，用于防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。用于控制發(fā)送方的發(fā)送速率，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。TCP協(xié)議的擁塞控制擁塞窗口擁塞控制算法TCP協(xié)議的流量控制流量控制原理通過(guò)滑動(dòng)窗口機(jī)制實(shí)現(xiàn)流量控制，以避免發(fā)送方發(fā)送速率過(guò)快導(dǎo)致接收方來(lái)不及處理。接收窗口接收方通過(guò)接收窗口來(lái)控制發(fā)送方的發(fā)送速率。UDP協(xié)議03不可靠性UDP協(xié)議不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、亂序或重復(fù)的情況。支持多播和廣播UDP協(xié)議支持一對(duì)多和多對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸方式，適用于多播和廣播的應(yīng)用場(chǎng)景。面向數(shù)據(jù)報(bào)文UDP協(xié)議以數(shù)據(jù)報(bào)文為單位進(jìn)行傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文獨(dú)立于其他報(bào)文。無(wú)連接性UDP協(xié)議在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立連接，減少了建立連接所需的開銷，使得數(shù)據(jù)傳輸更為高效。UDP協(xié)議的特點(diǎn)和功能由于UDP協(xié)議具有無(wú)連接性和不可靠性的特點(diǎn)，它常常被用于實(shí)時(shí)應(yīng)用中，如在線游戲、視頻通話等。實(shí)時(shí)應(yīng)用流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)DNS查詢流媒體傳輸需要快速傳輸大量數(shù)據(jù)，UDP協(xié)議的高效性使其成為流媒體傳輸?shù)某Ｓ脜f(xié)議。UDP協(xié)議常用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)中，如網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試等。DNS查詢通常使用UDP協(xié)議，因?yàn)椴樵冞^(guò)程對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，而UDP協(xié)議能夠提供高效的查詢服務(wù)。UDP協(xié)議的應(yīng)用場(chǎng)景UDP協(xié)議的傳輸機(jī)制數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸U(kuò)DP協(xié)議以數(shù)據(jù)報(bào)文為單位進(jìn)行傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文包含源端口、目的端口、長(zhǎng)度和校驗(yàn)和等信息。無(wú)連接傳輸U(kuò)DP協(xié)議在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立連接，數(shù)據(jù)報(bào)文直接發(fā)送到目的地址。簡(jiǎn)單可靠傳輸U(kuò)DP協(xié)議通過(guò)目的端口號(hào)和校驗(yàn)和來(lái)保證數(shù)據(jù)報(bào)文的可靠傳輸。如果數(shù)據(jù)報(bào)文在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，將會(huì)被丟棄并通知發(fā)送方。流量控制和擁塞控制UDP協(xié)議通過(guò)滑動(dòng)窗口機(jī)制實(shí)現(xiàn)流量控制和擁塞控制，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)丟失。RTP協(xié)議04實(shí)時(shí)傳輸RTP協(xié)議采用端到端的傳輸方式，數(shù)據(jù)在發(fā)送端和接收端之間直接傳輸，不需要經(jīng)過(guò)服務(wù)器中轉(zhuǎn)。端到端傳輸負(fù)載控制擁塞控制RTP協(xié)議主要用于實(shí)時(shí)傳輸多媒體數(shù)據(jù)，如音頻、視頻等，滿足實(shí)時(shí)通信的需求。RTP協(xié)議采用擁塞控制機(jī)制，通過(guò)流量控制和擁塞控制算法，有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。RTP協(xié)議支持負(fù)載控制功能，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。RTP協(xié)議的特點(diǎn)和功能數(shù)據(jù)封裝RTP協(xié)議將多媒體數(shù)據(jù)封裝成RTP數(shù)據(jù)包，每個(gè)RTP數(shù)據(jù)包包含一個(gè)頭部和負(fù)載部分。序列號(hào)和時(shí)間戳RTP協(xié)議使用序列號(hào)和時(shí)間戳來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)分組和保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。序列號(hào)用于標(biāo)識(shí)分組的順序，時(shí)間戳用于標(biāo)識(shí)分組的時(shí)間信息。流量控制和擁塞控制RTP協(xié)議通過(guò)流量控制和擁塞控制機(jī)制來(lái)控制數(shù)據(jù)傳輸速率和避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。流量控制主要通過(guò)接收端反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)，擁塞控制主要采用丟棄分組和調(diào)整發(fā)送端速率等策略。分組傳輸RTP協(xié)議采用分組傳輸方式，將數(shù)據(jù)分割成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊稱為一個(gè)分組，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。RTP協(xié)議的傳輸機(jī)制

RTP協(xié)議的實(shí)時(shí)傳輸控制同步控制RTP協(xié)議支持媒體流的同步控制，通過(guò)時(shí)間戳和同步源標(biāo)識(shí)符來(lái)實(shí)現(xiàn)不同媒體流之間的同步。質(zhì)量控制RTP協(xié)議提供質(zhì)量控制機(jī)制，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和接收端反饋信息動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。錯(cuò)誤處理RTP協(xié)議采用錯(cuò)誤處理機(jī)制，當(dāng)發(fā)生丟包或數(shù)據(jù)損壞時(shí)，接收端可以通過(guò)重傳或請(qǐng)求發(fā)送端重新發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。傳輸層協(xié)議比較05TCP協(xié)議是面向連接的協(xié)議，需要在傳輸數(shù)據(jù)之前建立可靠的連接，而UDP協(xié)議是無(wú)連接的協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立連接。傳輸方式TCP協(xié)議提供了數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)和重傳機(jī)制，能夠保證數(shù)據(jù)的順序和完整性，而UDP協(xié)議沒有這樣的保證，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或亂序的情況。可靠性UDP協(xié)議由于其簡(jiǎn)單的傳輸方式，通常用于實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，如流媒體、實(shí)時(shí)游戲等，而TCP協(xié)議由于其可靠性和順序性，通常用于文件傳輸、電子郵件等對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用。實(shí)時(shí)性TCP協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中需要進(jìn)行流量控制和擁塞控制，會(huì)帶來(lái)一定的延遲，而UDP協(xié)議簡(jiǎn)單直接，通常效率更高。效率TCP協(xié)議與UDP協(xié)議的比較傳輸方式TCP協(xié)議和RTP協(xié)議都是面向連接的協(xié)議，但RTP協(xié)議主要用于實(shí)時(shí)音視頻傳輸，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)時(shí)性和同步性。實(shí)時(shí)性RTP協(xié)議專門針對(duì)實(shí)時(shí)音視頻傳輸進(jìn)行了優(yōu)化，能夠更好地滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨螅鳷CP協(xié)議雖然也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，但相對(duì)來(lái)說(shuō)同步性和實(shí)時(shí)性不如RTP協(xié)議?？煽啃訲CP協(xié)議提供了數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)和重傳機(jī)制，能夠保證數(shù)據(jù)的順序和完整性，而RTP協(xié)議沒有這樣的保證，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或亂序的情況。應(yīng)用場(chǎng)景TCP協(xié)議通常用于電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，而RTP協(xié)議主要用于實(shí)時(shí)音視頻通信，如視頻會(huì)議、在線直播等。TCP協(xié)議與RTP協(xié)議的比較01UDP協(xié)議和RTP協(xié)議都是無(wú)連接的協(xié)議，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，相對(duì)于TCP協(xié)議來(lái)說(shuō)具有更低的延遲。傳輸方式02RTP協(xié)議專門針對(duì)實(shí)時(shí)音視頻傳輸進(jìn)行了優(yōu)化，能夠更好地滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨?，相?duì)于UDP協(xié)議來(lái)說(shuō)具有更好的同步性和實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性03UDP協(xié)議沒有提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)和重傳機(jī)制，不能保證數(shù)據(jù)的順序和完整性，而RTP協(xié)