传输层(传输层协议)课件

计算机网络课程负责人：甘卫民传输层基本功能与服务UDP协议,TCP协议习题重点：了解运输层协议类型，运输层的分用和复用；掌握UDP，TCP协议的特点；UDP报文的格式；难点：熟悉进程间的通信过程；UDP，TCP的端口服务类型；讨论1

传输层的基本功能和服务用用功能面向信息

理从通信和信息理的角度看：向它的上一用提供通信服，它属于面向通信部分的最高，也是用功能的最低网面向通信网功能数据路物理讨论1

传输层的基本功能和服务面向信息理用其主要任是：在化网服的基上，从源端机到目的端机提供可靠的、价格合理的数据，使高用在互通用功能网面向通信网功能信不必关心通信子网数据路物理其主要功能是：用程序之的通信，主要有接端口理、流量控制、理、数据重等工作传输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信程AP1用AP2AP3AP4端口用提供用程通信网网IP网网数据路数据路数据路数据路物理物理物理物理主机A主机B路由器1路由器2AP1AP2AP3AP4LAN1WANLAN2IP

协议的作用范围运输层协议TCP

和

UDP

的作用范围由上图可以看出数据在两台主机间传送的整个过程:•在物理上可以透明地数据的

比特流；•在数据路上使得各条路能送无

数据（数据按序、无失、不重复）；•在

网

上提供了

路由和网互的功能，使得主机A送的数据分(packet)能按照合理的路由到达主机B。但是在一程中，到达主机

B的数据并不一定是最可靠的。•了提高网服的量，在需要再次化网，并向高用屏蔽通信子网的，使高用的就好像在两个体之有一条

端到端的、可靠的、全双工的通信通路一。•在整个通信的程中，数据在上，是

第一次真正意的端到端

的数据通信。•要想的功能，必在主机中有。•在

中

完

成

功能的硬和

件被称体

TSAP（TransportServiceAccessPoint），通体，可以向用提供运

和网的主要区应用进程应用进程

……因

特

网IP协议的作用范围（提供主机之间的逻辑通信）TCP和

UDP协议的作用范围（提供进程之间的逻辑通信）TCP/IP

体系中的运应用层运输层UDPTCPIP与各种网络接口TCP/IP协议中的传输层在TCP/IP中有两个并列的

UDP和TCP。•UDP（User

Datagram

Protocol，用数据）是面向无接的，即在行数据之前不需要建立接，而目的主机收到数据后也不需要种

提供了一种

高效的。•TCP

（

Transmission

Control

Protocol

，控制）是

面向接的，即在行数据之前需要先建立接，而且目的主机收到数据后要回确信

息

。种

提供了一种

可靠的。TCP

与

UDPvUDP

在送数据之前不需要先建立接。方的运在收到

UDP文后，不需要出任何确。然

UDP

不提供可靠交付，但在某些情况下

UDP是一种最有效的工作方式。vTCP提供面向接的服。

TCP

不提供广播或多播服。由于

TCP

要提供可靠的、面向接的运服，因此不可避免地增加了多的开。不使数据元的首部增大很多，要占用多的理机源。两点v

运

UDP

用数据与网

IP

数据有很大区。

IP

数据要网中多路由器的存，但

UDP

用数据是在运

端到端抽象的信道中送的。v

TCP文

段

是

在

运

抽象的端到端信道中送，种信道是可靠的全双工信道。但

的信道却不知道究竟了哪些路由器，而些路由器也根本不知道上面的运是否建立了

TCP接。传输层使用的

port(端口

)

&

socket(套接字)•TCP/IP可以通端口

（

protocol

port，称端口）来通信的用程

。例如：

HTTP

80

DHCP67、68•就是

通端口与用的用程序行信息交互的，用各种用程通相的端口与行信息交互。•在数据程中，用中的各种不同的

服器程不断地分配它的

端口，以

便

是否有某个用程要与它通信。传输层使用的

port(端口

)

&

socket(套接字)•端

口

上是一个

16Bit的地址，范可以从

0至65535将0至1023端口号称熟知端口号（Well-KnownPort）•其余1024至49951端口号称登端口号，没有熟知端口号的用程序使用的。使用个范的端口号必在

IANA登，以防止重复。•49152至65535端口号称客端口

号，留客使用。当服器程收到客程的文，就

知

道

了

客

程所使用的端口号。协议UDP端口号42关键字NAMESERVERDOMAINBOOTPClientBOOTPServerTFTP描述主机名字服务器域名服务器UDPUDPUDPUDPUDPTCPTCPTCPTCPTCP536768691112021232580客户端启动协议服务服务器端启动协议服务简单文件传输协议远程过程调用RPCFTPDataFTPControlTelnet文件传输服务器（数据连接）文件传输服务器（控制连接）远程终端服务器SMTP简单邮件传输协议超文本传输协议HTTP套接字

(socket)•了使得多主机多程通信，不至于生乱情况，必把端口号和主机的IP地址合起来使用，称插口或套接字（Scoket）。•插口包括

IP

地址（

32

位）

和

端口号（

16

位）

，共48位。套接字

socket=

(IP地址:

端口号)TCP接

::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}•每一条

TCP接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。•TCP接（端到端）的端点不是主机，不是主机的IP

地址，不是用程，也不是的端口。而

是一套接字(socket)或插口。•UDP然在行通信的程不需要建立接，但是在每次数据，都要出送端口和接收端口，因此同也要使用插口。运

的复用与分用v复用是指在送方不同的用程都可以使用同一个运送数据（当然需要加上适当的首部）；v而分用是指接收方的运在剥去文的首部后能把些数据正确交付到目的用程。v要能正确地将数据交付指定用程，就每个用程予一个明确的v在TCP/IP网中，使用一种与操作系无关的端口号(protocolportnumber)（称端口号）来通信的用程的端口在程之的通信中所起的用接收方发送方

应用进程应用进程端口应用层端口运输层TCP复用UDP复用TCP分用UDP分用UDP用户数据报UDP用户数据TCP报文段TCP报文段报网络层IP复用IP分用IP数据报IP数据报用数据UDPv

UDP

只在

IP

的数据服之上增加了很少一点的功能，即端口的功能和差的功能。v然

UDP

用数据只能提供不可靠的交付，但

UDP在某些方面有其特殊的点。§

发送数据之前不需要建立连接§

UDP的主机不需要维持复杂的连接状态表。§

UDP用户数据报只有

8个字节的首部开销。§

网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。UDP

的特点v

UDP是无接的，即送数据之前不需要建立接（当然送数据束也没有接可放），因此减少了开送数据之前的v

UDP使用尽最大努力交付，即不保可靠交付，同也不使用塞控制，因此主机不需要持具有多参数的、复的接状v

由于

UDP没有塞控制，因此网出的塞不使源主机的送速率降低。某些用是很要的。很多的用（IP等）要求源主机以恒定的速率送数据，并且允在网生塞

失一些数据，但却不允数

据

有

太

大

的UDP正好适合种要求。UDP

的特点（）v

UDP是面向文的。就是，

UDP用程交下来的文不再划分若干个分来送，也不把收到的若干个文合并后再交付用程。§

应用程序交给

UDP一个报文，UDP就发送这个报文；而

UDP收到一个报文，就把它交付给应用程序。§

应用程序必须选择合适大小的报文。v

UDP支持一一、一多、多一和多多的交互通信。v

用数据只有

8个字的首部开，TCP的

20个字的首部要短。UDP

的v然某些用需要使用没有塞控制的

UDP，但当很多的源主机同都向网送高速率的，网就有可能生塞，果大都无正常接收。v有一些使用

UDP的用需要UDP的不可靠的行适当的改以减少数据的失。UDP

的首部格式字节441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP长度字节122222伪首部

源端口

目的端口

长

度检验和UDP用户数据报首

部数据发送在前首

部数据IP数据报用户数据报

UDP有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段有

8个字节，由

4个字段组成，每个字段都是两个字节。字节441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP长度字节122222伪首部

源端口

目的端口

长

度检验和UDP用户数据报

首

部数据发送在前首

部数据IP数据报在计算检验和时，临时把“伪首部”和

UDP用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。字节441

12源

IP地址目的

IP地址0

17

UDP长度字节122222伪首部

源端口

目的端口

长

度检验和UDP用户数据报

首

部数据发送在前首

部数据IP数据报控制TCPv

TCP是面向接的运v

每一条

TCP接只能有两个端点(endpoint)，每一条TCP接只能是点点的（一一）。v

TCP提供可靠交付的服。v

TCP提供全双工通信。v

面向字流。TCP

面向流的概念发送方接收方应用进程应用进程向发送缓存写入数据块从接收缓存读取数据块端口端口TCPTCP发送缓存接收缓存…报文段报文段发送TCP报文段报文段当注意vTCP接是一条虚接而不是一条真正的理接。vTCP程一次把多的文送到

TCP的存中是不关心的。vTCP根据方出的窗口和当前网塞的程度来决定一个文段包含多少个字（

UDP送的文度是用程出的）。vTCP可把太的数据划分短一些再送。

TCP也可等待累有足多的字后再构文段送出去。TCP接的任何一方都

能

送和接收数据v