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1、课程主讲人：第12章-TCP、UDP协议第12章 TCP/UDP协议主讲：耿家礼2TCP协议1传输层概述33UDP协议2第12章传输层概述第12章传输层概述传输层功能传输层提供端到端进程和进程之间的逻辑通信。复用和分用。 复用是指发送端不同的应用进程AP1，AP2都可以使用同一个传输层协议传送数据，如QQ和微信都可以使用传输层协议传送消息。 分用是指接收端的传输层在剥去报文首部后能够把这些数据正确的交付给正确的应用进程AP1或AP2。如QQ发送的数据就交付给接收方的QQ进程接收，微信发送的数据就交付给接收方的微信进程接收。差错检测。 在网络层，IP数据报首部中的校验和字段，只校验首部是否出差错
2、而不检查数据部分，传输层需要对收到的报文数据进行差错检测。第12章传输层概述传输层寻址与端口传输层通过使用端口号来标识主机中的不同应用进程。端口号具有本地意义，它只是为了标志本计算机应用层中各个进程在和传输层交互时的层间接口TCP与UDP报文结构中端口地址都是16比特，可以在065535范围内使用端口号。第12章传输层概述端口号分类服务器端使用的端口号。熟知端口号又称系统端口号，数值范围01023，这些值是给TCP/IP 最重要的一些应用程序，互联网管理机构负责分配这部分端口，让所有用户都知道。如ftp服务的21和20端口，DNS服务的53端口，万维网服务的80端口。登记端口号数值是10244
3、9151，这类端口号为没有熟知端口号的应用程序申请使用。客户端使用的端口号。数值为49153265535，这类端口号仅在客户进程运行时由操作系统动态分配给客户进程使用，因此又叫临时端口号。第12章传输层概述传输层协议 传输层功能通过两个重要协议来实现，用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）和传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP），TCP协议是面向连接的，而UDP是无连接的。第12章谢 谢 ！第12章TCP 协 议第12章TCP协议传输控制协议TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC
4、793 定义。TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构，连接到不同网络但互连的计算机不同进程之间依靠TCP提供可靠的端到端通信服务。第12章TCP协议特点（1）数据分片：在发送端对用户数据进行分片，在接收端进行重组，由TCP确定分片的大小并控制分片和重组；（2）到达确认：接收端接收到分片数据时，根据分片数据序号向发送端发送一个确认；（3）超时重发：发送方在发送分片时启动超时定时器，如果在定时器超时之后没有收到相应的确认，重发分片； （4）滑动窗口：TCP在滑动窗口的基础上提供流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出；（5）失序处理：TCP分片到达时可能会失序，TCP将对收到的数据进
5、行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层；（6）重复处理：TCP分片可能会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；（7）数据校验：TCP将保持它首部和数据的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的检验和有差错，TCP将丢弃这个分片，并不向对端确认收到此报文段，导致对端超时并重发。第12章TCP封装08162431Source Port Destination Port Sequence NumberACKPSHRSTSYNFINData OffsetReserved Window Checksum Urgent Pointer Options data IP头 T
6、CP头载荷数据TCP段IP包TCP头格式头格式TCP封装封装Padding 第12章TCP/UDP端口号TCPIP网络接口层网络接口层UDP协议号6协议号17FTPHTTPDNSTFTPSMTPSNMP20/2180255369161Telnet23BootP67/68第12章TCP连接的含义TCP是面向连接的协议，TCP把连接作为最基本的抽象。每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点所确定。TCP连接的端点又叫套接字（socket），根据TCP协议的规定，端口号拼接到IP地址即构成了套接字，即：套接字 socket = （IP地址：端口号）这样一来，TCP连接可以用式子表示：TCP连接 :
7、= socket1，socket2 = （IP1: port1）,（IP2: port2）第12章三次握手建立连接HostBHostASYN (seq=a)SYN (seq=b, acka+1)SYN (seq=a+1, ackb+1)IP网络第12章TCP连接的拆除FIN (seq=p)ACK (ackp+1)ACK (ackq+1)HostBHostAIP网络FIN (seq=q)第12章传输确认机制HostBHostADATA (seq=1, len=1024)DATA (seq=1025, len=1024)DATA (seq=2049, len=1024)DATA (seq=4097
8、, len=1024)DATA (seq=5121, len=1024)DATA (seq=6145, len=1024)DATA (seq=7169, len=1024)ACK (ack=4097)DATA (seq=3073, len=1024)第12章超时重传机制HostBHostADATA (seq=1, len=1024)DATA (seq=1025, len=1024)DATA (seq=2049, len=1024)DATA (seq=4097, len=1024)DATA (seq=5121, len=1024)DATA (seq=6145, len=1024)DATA (se
9、q=7169, len=1024)ACK (ack=1025)DATA (seq=3073, len=1024)DATA (seq=1025, len=1024)ACK (ack=4097)RTT第12章滑动窗口机制HostBHostADATA (seq=1, len=1024)DATA (seq=1025, len=1024)DATA (seq=2049, len=1024)DATA (seq=4097, len=1024)DATA (seq=5121, len=1024)DATA (seq=6145, len=1024)DATA (seq=7169, len=1024)ACK (ack=4
10、097, win=2048)DATA (seq=3073, len=1024)ACK (ack=6145, win=2048)要求减小窗口第12章谢 谢 ！第12章UDP 协 议第12章UDP协议UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是TCP/IP参考模型第四层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，IETF RFC768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些包括网络视频会议系统
11、在内的众多的客户/服务器模式的网络应用。第12章UDP特点（1）UDP无连接，时间上不存在建立连接需要的时延，开销小。（2）分组首部开销小，TCP首部20字节，UDP首部8字节。（3）UDP没有拥塞控制，网络中的拥塞控制也不会影响主机的发送速率。实时视频，直播等，UDP协议是最好的选择。（4）UDP提供尽最大努力的交付，不保证可靠交付。（5）UDP是面向报文的，对应用层交下来的报文，添加首部后直接交付给网络层，既不合并，也不拆分，保留这些报文的边界。（6）UDP常用于一次性传输比较少量数据的网络应用，如DNS，SNMP等。UDP也常用于多媒体应用，如IP电话，实时视频会议，流媒体等数据的可靠传
12、输对他们而言并不重要，TCP的拥塞控制会使他们有较大的延迟，也是不可容忍的。第12章UDP封装 08162431Source Port Destination Port Checksum Data Length IP头 UDP头载荷数据UDP数据报IP包UDP头格式头格式UDP封装封装第12章TCP与UDP的对比功能项功能项TCPUDP连接服务的类型连接服务的类型面向连接面向连接无连接无连接维护连接状态维护连接状态维持端到端的连接状态维持端到端的连接状态不维护连接状态不维护连接状态对应用层数据的封装对应用层数据的封装对应用层数据进行分段和封装，对应用层数据进行分段和封装，用端口号标识应用层程序用端口号标识应用层程序与与TCP相同相同数据传输数据传输通过序列号和应答机制确保可通过序列号和应答机制确保可靠传输靠传输不确保可靠传输不确保可靠传输流量控制流量控制使用滑动窗口机制控制流量使用滑动窗口机制控制流量无流量控制机制无流量控制机制第12章谢 谢 ！