Exploration_Network_Chapter_4 OSI 传输层

1、思科网络技术学院理事会.http:/1OSI 传输层网络基础第 4章2思科网络技术学院理事会.http:/学习目标学习目标解释传输层的需求；解释传输层的需求；确定传输层在终端应用程序之间传输数据的过程确定传输层在终端应用程序之间传输数据的过程中所扮演的角色；中所扮演的角色；描述两种描述两种 TCP/IP 传输层协议传输层协议 TCP 和和 UDP 协协议的作用。议的作用。解释传输层的关键功能，包括可靠性、端口寻址解释传输层的关键功能，包括可靠性、端口寻址以及数据分段；以及数据分段；解释解释 TCP 和和 UDP 协议如何发挥各自的关键功能协议如何发挥各自的关键功能确定确定 TCP 或或 UDP

2、 协议的应用场合，并举出使用协议的应用场合，并举出使用每个协议的应用程序的例子。每个协议的应用程序的例子。3思科网络技术学院理事会.http:/课程目录课程目录 4.1 传输层的作用传输层的作用 4.2 TCP协议协议可靠通信可靠通信 4.3 管理管理TCP会话会话 4.4 UDP协议协议低开销通信低开销通信 4.5 实验练习实验练习思科网络技术学院理事会.http:/44.1 传输层的作用5思科网络技术学院理事会.http:/4.1.1 传输层的作用传输层的作用 跟踪每个会话跟踪每个会话 数据分段数据分段 重组数据段重组数据段 标志应用程序标志应用程序6思科网络技术学院理事会.http:/4

3、.1.1 传输层的作用传输层的作用分隔多个通信分隔多个通信7思科网络技术学院理事会.http:/4.1.2 控制会话控制会话 在传输层中，源应用程序和目的应用程序之间传在传输层中，源应用程序和目的应用程序之间传输的特定数据片段集合称为会话。输的特定数据片段集合称为会话。 传输层的主要功能包括（传输层的主要功能包括（TCP和和UDP都有实现）都有实现）分段和重组分段和重组会话多路复用会话多路复用 传输层的其它功能传输层的其它功能（TCP有实现）有实现）面向连接的会话面向连接的会话可靠传输可靠传输有序的数据重构有序的数据重构流量控制流量控制8思科网络技术学院理事会.http:/4.1.3 支持可靠

4、通信支持可靠通信 传输层协议通过某种方法来确保数据的可靠传输传输层协议通过某种方法来确保数据的可靠传输。在网络术语中，可靠性指从源设备发送的每段。在网络术语中，可靠性指从源设备发送的每段数据都能够到达目的设备。数据都能够到达目的设备。 在传输层中，有三项基本的可靠性操作：在传输层中，有三项基本的可靠性操作：跟踪已发送的数据跟踪已发送的数据确认已接收的数据确认已接收的数据重新传输未确认的数据重新传输未确认的数据 在传输层中，既有规定可靠保证传输的协议在传输层中，既有规定可靠保证传输的协议(TCP)，也有规定尽力传输的协议，也有规定尽力传输的协议(UDP)。9思科网络技术学院理事会.http:/4

5、.1.3 支持可靠通信支持可靠通信确定可靠性需求确定可靠性需求10思科网络技术学院理事会.http:/4.1.4 传输层的两个主要协议：传输层的两个主要协议：TCP和和UDP 传输控制协议（传输控制协议（TCP）面向连接面向连接可靠传输可靠传输流控流控使用使用TCP的应用：的应用：Web浏览器；浏览器； 电子邮件电子邮件 文件传输程序文件传输程序 用户数据报协议（用户数据报协议（UDP）简单简单无连接无连接低开销低开销尽力传递尽力传递使用使用UDP的应用：的应用：域名系统域名系统 (DNS)；视频流；视频流；IP语音语音(VoIP)11思科网络技术学院理事会.http:/4.1.5 端口寻址端

6、口寻址 为为了区分每个应用程序的数据段和数据报，了区分每个应用程序的数据段和数据报，TCP TCP 和和 UDP UDP 协议中都有标识应用程序的唯一报头字协议中都有标识应用程序的唯一报头字段，这些唯一标识符就是端口号。段，这些唯一标识符就是端口号。12思科网络技术学院理事会.http:/4.1.5 端口寻址端口寻址 在每个报头内，各有一个源端口和目的端口。在每个报头内，各有一个源端口和目的端口。源端口号是与本地主机上始发应用程序相关联的通信源端口号是与本地主机上始发应用程序相关联的通信端口号，该端口号随机生成，只要不与系统中正在使用端口号，该端口号随机生成，只要不与系统中正在使用的其它端口冲

7、突。的其它端口冲突。目的端口号则是与远程主机上目的应用程序相关联的目的端口号则是与远程主机上目的应用程序相关联的通信端口号。通信端口号。13思科网络技术学院理事会.http:/4.1.5 端口寻址端口寻址端口号的类型端口号的类型公认端口公认端口 这些编号用于服务和应用程序。这些编号用于服务和应用程序。已注册端口已注册端口 这些端口号将分配给用户进程或应这些端口号将分配给用户进程或应用程序。用程序。动态或私有端口动态或私有端口 也称为临时端口。也称为临时端口。14思科网络技术学院理事会.http:/4.1.5 端口寻址端口寻址 netstat 命令命令15思科网络技术学院理事会.http:/4.

8、1.1 传输层的作用传输层的作用数据分段和重组数据分段和重组16思科网络技术学院理事会.http:/4.1.6 分段和重组分段和重组 分段的作用：分段的作用：保证所传输数据的大小符合传输介质的限制要求保证所传输数据的大小符合传输介质的限制要求确保不同应用程序发出的数据能在介质中多路传输确保不同应用程序发出的数据能在介质中多路传输TCP TCP 和和 UDP UDP 处理数据段处理数据段的方式不同的方式不同思科网络技术学院理事会.http:/174.2 TCP协议可靠通信18思科网络技术学院理事会.http:/4.2.1 TCP 创建可靠会话创建可靠会话 TCP TCP 通信的可靠性在于使用了面

9、向连接的会话。通信的可靠性在于使用了面向连接的会话。通过该连接，可以跟踪主机之间的会话或者通信通过该连接，可以跟踪主机之间的会话或者通信数据流。数据流。19思科网络技术学院理事会.http:/4.2.3 TCP 连接的建立和终止连接的建立和终止 TCP会话的建立会话的建立 20思科网络技术学院理事会.http:/4.2.3 TCP 连接的建立和终止连接的建立和终止 TCP会话的终止会话的终止 21思科网络技术学院理事会.http:/4.3.1 TCP数据段重组数据段重组 使用使用序列号序列号标识不同数据段的先后顺序标识不同数据段的先后顺序22思科网络技术学院理事会.http:/4.3.2 TC

10、P 窗口确认窗口确认 位于目的主机的位于目的主机的 TCP TCP 服务对接收到的数据进行确认，并服务对接收到的数据进行确认，并向源应用程序发送确认信息。向源应用程序发送确认信息。 确认号确认号=已收到的字节数已收到的字节数+1 每个连接都实际包含两个单向会话，且两个方向上都在每个连接都实际包含两个单向会话，且两个方向上都在进行序列号和确认号的交换。进行序列号和确认号的交换。23思科网络技术学院理事会.http:/4.3.3 TCP 重传重传 如果源主机上的如果源主机上的 TCP TCP 未在规定时间内收到确认消未在规定时间内收到确认消息，它将根据收到的最后一个确认号重新发送数息，它将根据收到

11、的最后一个确认号重新发送数据。据。 选择性确认选择性确认是备选功能是备选功能24思科网络技术学院理事会.http:/4.3.4 TCP 拥塞控制拥塞控制 将数据丢失降到最少将数据丢失降到最少 窗口大小窗口大小流量及拥塞控制，初始窗口大小应流量及拥塞控制，初始窗口大小应在会话创建阶段通过三次握手来确定。在会话创建阶段通过三次握手来确定。思科网络技术学院理事会.http:/254.4 UDP协议低开销通信26思科网络技术学院理事会.http:/4.4.1 UDP低开销与可靠性对比低开销与可靠性对比 UDP提供基本的传输层功能提供基本的传输层功能低开销低开销UDP UDP 是无连接的，并且不提供复杂的重新传输、排序和流量是无连接的，并且不提供复杂的重新传输、排序和流量控制机制控制机制使用使用UDPUDP的应用的应用: :域名系统域名系统 (DNS)(DNS)简单网络管理协议简单网络管理协议 (SNMP)(SNMP)动态主机配置协议动态主机配置协议 (DHCP)(DHCP)路由信息协议路由信息协议 (RIP)(RIP)简单文件传输协议简单文件传输协议 (TFTP)(TFTP)网络游戏网络游戏27思科网络技术学院理事会.http:/4.4.2 UDP数据报重组数据报重组 UDP 仅仅是将接收到的数据按照先来后到的顺仅仅是将接收到的数据按照先来后到的顺序转发