第8章高层协议

第八章高层协议8.1传输层协议概述传输控制协议是一个TCP/IP组中能够实现可靠数据传送的传输层协议，并通过顺序响应能实现对应用程序的的虚拟连接服务，在必要的时候进行包转发。与IP协议相结合，TCP代表了网络协议的核心。8.1传输层协议概述传输层的功能:1、连接管理2、流量控制3、差错检测与恢复4、服务质量要求5、提供端到端的可靠通信6、分段与重装

8.1.1传输层中的两个协议TCP协议UDP协议8.1.2端口的概念计算机“端口”是英文port的义译，可以认为是计算机与外界通讯交流的出口。其中硬件领域的端口又称接口，如：USB端口、串行端口等。软件领域的端口一般指网络中面向连接服务和无连接服务的通信协议端口，是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O（基本输入输出）缓冲区。8.1.2端口的概念计算机“端口”是英文port的义译，可以认为是计算机与外界通讯交流的出口。其中硬件领域的端口又称接口，如：USB端口、串行端口等。软件领域的端口一般指网络中面向连接服务和无连接服务的通信协议端口，是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O（基本输入输出）缓冲区。8.1.2端口的概念网络上两台计算机必须通过下面四个参数才能建立通信关系：源端点=源IP地址+源端口号目的端点=目的IP地址+目的端口号特别指明的是：源IP地址可以等于目的IP地址8.1.2端口的概念1tcpmuxTCPPortServiceMultiplexer传输控制协议端口服务多路开关选择器

2compressnetManagementUtilitycompressnet管理实用程序

3compressnetCompressionProcess压缩进程

5rjeRemoteJobEntry远程作业登录

7echoEcho回显

9discardDiscard丢弃

11systatActiveUsers在线用户

13daytimeDaytime时间

17qotdQuoteoftheDay每日引用

18mspMessageSendProtocol消息发送协议

19chargenCharacterGenerator字符发生器

20ftp-dataFileTransfer[DefaultData文件传输协议(默认数据口)

21ftpFileTransfer[Control]文件传输协议(控制)

22sshSSHRemoteLoginProtocolSSH远程登录协议

23telnetTelnet终端仿真协议

24anyprivatemailsystem预留给个人用邮件系统

25smtpSimpleMailTransfer简单邮件发送协议

8.1.2端口的概念27nsw-feNSWUserSystemFENSW用户系统现场工程师

29msg-icpMSGICPMSGICP

31msg-authMSGAuthenticationMSG验证

33dspDisplaySupportProtocol显示支持协议

35anyprivateprinterserver预留给个人打印机服务

37timeTime时间

38rapRouteAccessProtocol路由访问协议

39rlpResourceLocationProtocol资源定位协议

41graphicsGraphics图形

42nameserverWINSHostNameServerWINS主机名服务

43nicnameWhoIs“绰号”whois服务

44mpm-flagsMPMFLAGSProtocolMPM(消息处理模块)标志协议

45mpmMessageProcessingModule[recv]消息处理模块

46mpm-sndMPM[defaultsend]消息处理模块(默认发送口)

47ni-ftpNIFTPNIFTP

48auditdDigitalAuditDaemon数码音频后台服务49tacacsLoginHostProtocol(TACACS)TACACS登录主机协议50re-mail-ckRemoteMailCheckingProtocol远程邮件检查协议8.1.2端口的概念51la-maintIMPLogicalAddressMaintenanceIMP(接口信息处理机)逻辑地址维护

52xns-timeXNSTimeProtocol施乐网络服务系统时间协议

53domainDomainNameServer域名服务器

54xns-chXNSClearinghouse施乐网络服务系统票据交换55isi-glISIGraphicsLanguageISI图形语言

56xns-authXNSAuthentication施乐网络服务系统验证

57?anyprivateterminalaccess预留个人用终端访问

58xns-mailXNSMail施乐网络服务系统邮件

59anyprivatefileservice预留个人文件服务

60Unassigned未定义

61ni-mailNIMAILNI邮件62acasACAServices异步通讯适配器服务

63whoisWHOIS服务

64coviaCommunicationsIntegrator(CI)通讯接口

65tacacs-dsTACACS-DatabaseServiceTACACS数据库服务

8.1.2端口的概念 66sql*netOracleSQL*NETOracleSQL*NET

67bootpsBootstrapProtocolServer引导程序协议服务端

68bootpcBootstrapProtocolClient引导程序协议客户端

69tftpTrivialFileTransfer小型文件传输协议

70gopherGopher信息检索协议

71netrjs-1RemoteJobService远程作业服务

72netrjs-2RemoteJobService远程作业服务

73netrjs-3RemoteJobService远程作业服务

74netrjs-4RemoteJobService远程作业服务

75anyprivatedialoutservice预留给个人拨出服务

76deosDistributedExternalObjectStore分布式外部对象存储

77anyprivateRJEservice预留给个人远程作业输入服务

78vettcpvettcp修正TCP

79fingerFinger查询远程主机在线用户等信息

80httpWorldWideWebHTTP全球信息网超文本传输协议8.2用户数据报协议(UDP)用户数据报协议（UDP）是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。UDP协议适用端口分辨运行在同一台设备上的多个应用程序。由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用UDP的“端口号”完成的。例如，如果一个工作站希望在工作站上使用域名服务系统，它就会给数据包一个目的地址，并在UDP头插入目标端口号53。源端口号标识了请求域名服务的本地机的应用程序，同时需要将所有由目的站生成的响应包都指定到源主机的这个端口上。UDP端口的详细介绍可以参照相关文章。与TCP不同，UDP并不提供对IP协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等。由于UDP比较简单，UDP头包含很少的字节，比TCP负载消耗少。UDP适用于不需要TCP可靠机制的情形，比如，当高层协议或应用程序提供错误和流控制功能的时候。UDP是传输层协议，服务于很多知名应用层协议，包括网络文件系统（NFS）、简单网络管理协议（SNMP）、域名系统（DNS）以及简单文件传输系统（TFTP）。8.2用户数据报协议(UDP)用户数据报协议(UserDatagramProtocol,UDP)是一个简单的面向数据报的传输层协议，IETFRFC768是UDP的正式规范。在TCP/IP模型中，UDP为网络层以下和应用层以上提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份（所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议）。UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验（字段）。8.2.1UDP协议的应用FTPTMAILSNMADNSNFS流媒体广播应用8.2.2UDP报文的格式源端口16位(可为0）目的端口16位数据长度16位校验和16位(可为0）数据（长度小于65535位)8.3传输控制协议(TCP)传输控制协议TCP是TCP/IP协议栈中的传输层协议，它通过序列确认以及包重发机制，提供可靠的数据流发送和到应用程序的虚拟连接服务。与IP协议相结合，TCP组成了因特网协议的核心。由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用TCP的“端口号”完成的。网络IP地址和端口号结合成为唯一的标识,我们称之为“套接字”或“端点”。TCP在端点间建立连接或虚拟电路进行可靠通信。TCP服务提供了数据流传输、可靠性、有效流控制、全双工操作和多路复用技术等。关于流数据传输,TCP交付一个由序列号定义的无结构的字节流。这个服务对应用程序有利，因为在送出到TCP之前应用程序不需要将数据划分成块，TCP可以将字节整合成字段，然后传给IP进行发送。TCP通过面向连接的、端到端的可靠数据报发送来保证可靠性。TCP在字节上加上一个递进的确认序列号来告诉接收者发送者期望收到的下一个字节。如果在规定时间内，没有收到关于这个包的确认响应，重新发送此包。TCP的可靠机制允许设备处理丢失、延时、重复及读错的包。超时机制允许设备监测丢失包并请求重发。TCP提供了有效流控制。当向发送者返回确认响应时，接收TCP进程就会说明它能接收并保证缓存不会发生溢出的最高序列号。全双工操作：TCP进程能够同时发送和接收包。TCP中的多路技术：大量同时发生的上层会话能在单个连接上时进行多路复用。8.3.1TCP的报文格式源端口16位源端口16位序列号32位确认序号32位偏移4位保留6位标志6位窗口16位校验和16位紧急指针16位选项填充数据(可变长度)URGACKPSHRSTSYNFIN8.3.2TCP的编号与确认8.3.3TCP的流量控制数据发送者之间用对接收数据的确认或不予确认来显式的表示TCP发送者和接收者之间的网络状态。再加上计时器，TCP发送者和接收者就可以改变数据的流动情况。这就是通常所指的流量控制，拥塞控制/或拥塞避免。TCP使用大量的机制来同时获得强壮性和高可靠性。这些机制包括：滑动窗口、慢启动算法、拥塞避免算法、快速重启和快速恢复算法等等。对于TCP的可靠的丢包处理、错误最小化、拥塞管理以及高速运行环境等机制的优化的研究和标准制定，正在进行之中。8.3.4TCP的重传机制略8.3.5TCP的连接管理TCP连接包括三个状态：连接建立、数据传送和连接终止。TCP用三次握手过程建立一个连接，用四次握手过程来拆除一个连接。在连接建立过程中，很多参数要被初始化，例如序号被初始化以保证按序传输和连接的强壮性。

TCP连接的正常建立一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端打开一个套接字(socket)然后监听来自另一方的连接，这就是通常所指的被动打开(passiveopen)。服务器端被被动打开以后，用户端就能开始建立主动打开(activeopen)。客户端通过向服