計算機網絡基礎項目化教程（第2版）課件 單元8 傳輸層協議與端口

單元8

傳輸層協議與端口《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology單元8

傳輸層協議與端口-內容列表《計算機網絡基礎》課程8.1傳輸層服務8.2傳輸控制協議（TCP）8.3用戶數據報協議（UDP）傳輸層服務《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology傳輸層《計算機網絡基礎》課程傳輸層位于網絡層和應用層之間，是整個網絡層次結構的核心，為上層提供可靠的數據傳輸服務。傳輸層的主要功能包括分段與重組、流量控制、差錯控制以及提供不同傳輸服務等。定義傳輸層《計算機網絡基礎》課程TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據報協議）是傳輸層最常見的兩種協議。常見傳輸層協議TCP提供面向連接的、可靠的數據流傳輸服務，具有流量控制、差錯控制和擁塞控制等功能。TCP服務UDP提供無連接的、不可靠的數據報傳輸服務，適用于對實時性要求較高但允許少量丟包的應用場景。UDP服務傳輸控制協議-TCP《計算機網絡基礎》課程連接導向可靠傳輸流量控制擁塞控制TCP是一種面向連接的協議，通信雙方必須先建立連接才能進行數據傳輸。TCP能夠根據網絡狀況進行流量控制，避免發(fā)送方過快地發(fā)送數據導致接收方無法處理。TCP提供可靠的數據傳輸服務，通過確認機制、重傳機制等保證數據能夠正確、有序地到達目的地。TCP還具備擁塞控制功能，當網絡出現擁塞時能夠降低發(fā)送速率，減輕網絡負擔。用戶數據報協議-UDP《計算機網絡基礎》課程UDP是一種無連接的協議，通信雙方不需要建立連接即可進行數據傳輸。UDP不提供可靠的數據傳輸服務，數據可能會丟失、重復或亂序到達。由于UDP不需要進行連接建立和維護等操作，因此具有更高的傳輸效率。UDP適用于對實時性要求較高的應用，如在線視頻、在線游戲等。無連接不可靠傳輸高效性適用于實時應用TCP與UDP比較《計算機網絡基礎》課程連接方式TCP是面向連接的，而UDP是無連接的。TCP提供可靠的數據傳輸服務，而UDP則不提供。UDP的傳輸效率高于TCP，因為UDP不需要進行連接建立和維護等操作。TCP適用于對數據傳輸可靠性要求較高的場景，如文件傳輸、電子郵件等；而UDP則適用于對實時性要求較高的場景，如在線游戲等?？煽啃孕蔬m用場景傳輸層端口尋址《計算機網絡基礎》課程端口號標識應用程序在網絡通信中，端口是傳輸層的一個重要概念，用于標識不同應用程序或服務的網絡通信端點。端口使得同一臺計算機上的多個應用程序可以獨立地進行網絡通信，而不會相互干擾。每個應用程序通過監(jiān)聽特定的端口來接收和發(fā)送數據。端口作用端口（Port）定義傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網絡基礎》課程端口號應用程序協議20文件傳輸協議（FTP）數據TCP21文件傳輸協議（FTP）控制TCP23TelnetTCP25簡單郵件傳輸協議（SMTP）TCP80超文本傳輸協議（HTTP）TCP110郵局協議3（POP3）TCP公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）公認端口也稱熟知端口號，分配給最重要的TCP/IP應用，如HTTP、SMTP/POP3等。傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網絡基礎》課程公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）端口號應用程序協議1812RADIUS身份驗證UDP1863MSNMessengerTCP2000思科信令連接控制協議（SCCP，用于VoIP語音）UDP這類端口號分配給非公認的應用程序。使用這類端口要按規(guī)定的手續(xù)登記，以防止重復。傳輸層端口尋址-端口號類型《計算機網絡基礎》課程公認端口（0~1023）已注冊端口（1024~49151）動態(tài)或私有端口（49152~65535）端口號應用程序端口類型53DNS公認TCP/UDP端口161簡單網絡管理協議SNMP公認TCP/UDP端口531AOL即時通信，IRC公認TCP/UDP端口動態(tài)端口也稱臨時端口，動態(tài)分配給客戶端應用。netstat命令《計算機網絡基礎》課程檢驗網絡主機中開放并運行了哪些活動的TCP連接列出正在使用的協議、本地地址和端口號、外部地址和端口號以及連接的狀態(tài)傳輸控制協議（TCP)《計算機網絡基礎》課程ComputernetworktechnologyTCP的段結構《計算機網絡基礎》課程TCP雖然是面向字節(jié)流的，但TCP傳送的數據單元卻是報文段。一個TCP報文段分為首部和數據兩部分，而TCP的全部功能都體現在它首部的各字段中。TCP報文段首部的前20個字節(jié)是固定的，后面有4n字節(jié)是根據需要而增加的選項(n是整數)。因此TCP首部的最小長度是20字節(jié)。TCP數據部分TCP首部TCP報文段IP數據報的

數據部分IP首部《計算機網絡基礎》課程TCP數據部分TCP首部TCP報文段IP數據報的

數據部分IP首部TCP首部20字節(jié)的固定首部目的端口數據偏移檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FIN32位SYNRSTPSHACKURG位08162431填充發(fā)送在前TCP報文段的首部格式TCP的段結構TCP創(chuàng)建可靠會話《計算機網絡基礎》課程主機間采用TCP進行通信，連接和會話機制保障了TCP的可靠性。數據發(fā)送方向數據接受方法送請求。數據接收方回應對連接請求的確認段。數據發(fā)送方向對方發(fā)送確認段的確認。三次握手連接建立TCP連接終止《計算機網絡基礎》課程釋放連接在數據傳輸結束后，通信雙方都可以發(fā)出釋放連接的請求。TCP協議采用“文雅”的方式釋放連接，也就是說，TCP連接的釋放是在兩個方向上分別釋放連接，每個方向上連接的釋放只終止本方向的數據傳輸。四次握手當一個方向的連接釋放后，TCP的連接就處于“半連接”或“半關閉”狀態(tài)。當兩個方向的連接都已釋放后，TCP連接才完全釋放TCP連接建立和終止-會話連接和終止的實例《計算機網絡基礎》課程SYN,SEQ=x客戶進程服務器進程LISTEN（被動打開）(主動打開)SYN_SENTSYN_RCVDESTABLISHEDESTABLISHED(主動關閉)FIN_WAIT_1FIN_WAIT_2LAST_ACKTIME_WAITCLOSED（全雙工數據傳送階段）SYN,ACK,SEQ=y,ACK=x+1ACK,SEQ=x+1,ACK=y+1FIN,SEQ=uACK,SEQ=v,ACK=u+1FIN,ACK,SEQ=v,ACK=u+1ACK,SEQ=u+1,ACK=v+1TIME_WAITCLOSE_ACKSYN_RCVDESTABLISHED數據傳輸TCP可靠性控制措施-面向連接的傳輸機制《計算機網絡基礎》課程TCP面向連接服務TCP數據段重組TCP創(chuàng)建可靠會話-超時重傳機制《計算機網絡基礎》課程重傳機制的核心是設立重傳定時器，該定時器在發(fā)送方開始發(fā)送數據時啟動，如果在定時器超時前收到確認數據段，定時器將被關閉，否則，就重傳數據段。TCP數據段重傳TCP可靠性控制措施-擁塞控制《計算機網絡基礎》課程擁塞控制是為了避免過多的數據同時經過網絡中的某個節(jié)點，從而導致網絡性能下降或網絡崩潰。常見的擁塞控制策略包括慢啟動、擁塞避免、快重傳和快恢復。當TCP的發(fā)送速率達到慢啟動閾值時，它會進入擁塞避免階段。在這個階段，TCP會更加謹慎地增加發(fā)送速率，以避免網絡擁塞。TCP擁塞控制TCP流量控制-滑動窗口《計算機網絡基礎》課程滑動窗口協議（SlidingWindowProtocol），屬于TCP協議的一種應用，用于網絡數據傳輸時的流量控制，以避免擁塞的發(fā)生。該協議允許發(fā)送方在停止并等待確認前發(fā)送多個數據分組。由于發(fā)送方不必每發(fā)一個分組就停下來等待確認。因此該協議可以加速數據的傳輸，提高網絡吞吐量?；瑒哟翱诹髁靠刂朴脩魯祿鼌f議（UDP)《計算機網絡基礎》課程ComputernetworktechnologyUDP的段結構《計算機網絡基礎》課程雖然UDP用戶數據報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。用戶數據報UDP有兩個字段：數據字段和首部字段。首部字段有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是2個字節(jié)。UDP的首部開銷小，比TCP的20個字節(jié)的首部要短。IP數據報的數據部分IP首部數據UDP首部UDP報文段《計算機網絡基礎》課程數據首部IP數據報偽首部源端口目的端口長度檢驗和UDP長度源IP地址目的IP地址017字節(jié)44112122222發(fā)送在前數據首部UDP用戶數據報UDP的段結構UDP數據報的首部格式UDP服務場景《計算機網絡基礎》課程簡單網