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1、传输层与应用层传输层与应用层 第1页，本讲稿共27页1、理解、理解TCP/IP传输层传输层n n传输层提供从源主机到目的主机的传输服务。n n功能：分段和重组上层应用程序发送的数据，并在端点（源主机&目的主机）之间进行传输。n n主要协议：n nTCPTCP：面向连接：面向连接n nUDPUDP：无连接：无连接第2页，本讲稿共27页n n服务质量（QOS）通常用来描述传输层。n n工作在本层的主要协议是面向连接的TCP。n nTCP的主要功能是：可靠而又准确地传输并控制源主机和目的主机之间的信息流。n n可靠性：通过序号和确认机制来保证可靠性：通过序号和确认机制来保证n n流控制：通过滑动窗口
2、机制来保证流控制：通过滑动窗口机制来保证第3页，本讲稿共27页流控制流控制n nTCP传输控制协议发送数据分段时，可以保证数据的完整性。确保数据完整性的一种方法就是流控制。n n流控制可以避免发送数据的主机使接收主机缓存溢出的问题。第4页，本讲稿共27页可靠性可靠性n n为了获得可靠的数据传输，正在通信的终端系统之间必须维护一个面向连接的关系。n n可靠的传输通过下列方法实现:n n确保传送的数据分段要向发送方确认。确保传送的数据分段要向发送方确认。n n重传所有未确认的数据分段。重传所有未确认的数据分段。n n在目的端将数据分段按正确的顺序重组。在目的端将数据分段按正确的顺序重组。n n提供
3、避免和控制拥塞的机制。提供避免和控制拥塞的机制。第5页，本讲稿共27页会话的建立、维持和终止会话的建立、维持和终止n n传输层的其中一个功能就是与其对等系统建立面向连接的会话。第6页，本讲稿共27页会话建立过程会话建立过程1.1.发送方请求同步2.2.接受方接收请求，并同步反方向上的连接参数3.3.发送方发送确认信息 双方建立连接，数据开始传输第7页，本讲稿共27页会话维持会话维持-数据传输过程数据传输过程n n在传输过程中，两台在传输过程中，两台主机还需要继续通过主机还需要继续通过协议软件的通信来验协议软件的通信来验证数据是否被正确接证数据是否被正确接收。收。n n数据传输过程中，数据传输过
4、程中，可能有拥塞发生，可能有拥塞发生，导致数据的丢失。导致数据的丢失。n n右图为拥塞发生时的右图为拥塞发生时的处理办法。处理办法。第8页，本讲稿共27页会话终止会话终止n n数据传输完成后，发送端主机发送一个标识数据传输结束的指示器。n n接收端主机在数据传输完成后确认数据传输结束，连接终止。第9页，本讲稿共27页TCP的三次握手过程的三次握手过程第10页，本讲稿共27页2、滑动窗口、滑动窗口n n在大多数可靠的、面向连接的数据传输的基本形式中，数据分组必须以与发送时相同的顺序传输到接收端。任何的数据分段丢失、损坏或者接收时重复、乱序都会导致协议出错。n n基本的解决方法：让接收方在接收每一
5、个数据分段后都进行确认。第11页，本讲稿共27页n n如下图所示，发送方在发送每一个数据分段后都要等候确认信息，然后再发送，这样吞吐量很低。n n在没有收到确认的情况下，窗口是允许发送方发送的数据分组的个数。n n能否发送更多的数据分组呢？第12页，本讲稿共27页发送方接收方发送1接收1发送ACK2接收ACK2发送2接收3发送ACK3接收ACK3发送3接收2发送ACK4第13页，本讲稿共27页n nTCP使用期待确认，确认号就是所期待接收的下一个字节。n n滑动窗口指在TCP会话过程中窗口大小是动态协商的。n n滑动窗口是一个流控机制，要求源设备在向目的设备发送一定数量的数据之后接收一个确认。
6、第14页，本讲稿共27页发送方接收方发送1接收2发送ACK4接收ACK4发送ACK7接收ACK7发送2发送3接收1接收3发送4发送5发送6接收5接收4接收6第15页，本讲稿共27页n n窗口大小为3，表示源设备可以发送3个字节到目的设备，然后等待一个确认。n n目的设备接收到这3个字节后，向源设备发送一个确认，然后，源设备就可以继续传输下面的3个字节了。n n如果在传输过程中，目的设备没有接收到这3个字节，则不会返回确认。n n由于源设备没有收到确认，它知道这些字节需要重传，且传输的速率会降低。第16页，本讲稿共27页n nTCP窗口的大小是可变的。每一个确认都包含着一个表示接收方能够接收多少
7、字节的窗口信息。n n通常，发送方和接收方的窗口大小是一样的。第17页，本讲稿共27页确认确认n n可靠的传输保证数据流能从一台主机通过数据链路可靠的传输保证数据流能从一台主机通过数据链路传递到另一台主机而没有数据重复或丢失。传递到另一台主机而没有数据重复或丢失。n n主动确认及重传是一种保证数据可靠传输的技术。主动确认及重传是一种保证数据可靠传输的技术。n n发送方保持所发送的每一个数据分组的记录并等待发送方保持所发送的每一个数据分组的记录并等待确认。确认。n n发送方还会在发送一个数据分段时启动一个定时器，发送方还会在发送一个数据分段时启动一个定时器，如果定时器到期时确认还没有收到，就会重
8、传该数据如果定时器到期时确认还没有收到，就会重传该数据分段。分段。第18页，本讲稿共27页TCP数据分段格式数据分段格式n nTCP是一种面向连接的传输层协议，能提供可靠的数据传输。n n在绵亘向连接的环境中，开始传输数据之前，端点之间先要建立连接。n nTCP负责将消息拆分成数据分段，重传丢失的数据分段并将数据分段在目的主机重组成消息。n nTCP在端用户之间建立了一条虚电路，提供端到端的服务。第19页，本讲稿共27页n n以下协议使用TCP：n n文件传输协议文件传输协议FTPFTPn n超文本传输协议超文本传输协议HTTPHTTPn n简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTPSMTP第2
9、0页，本讲稿共27页n nTCP数据分段格式：第21页，本讲稿共27页UDPn nUDP是无连接的传输协议n nUDP是一种简单协议，它交换数据报而没有确认机制或传输保证。对于错误处理和重传机制必须由上层协议来完成。n n以下协议使用UDPn n简单文件传输协议简单文件传输协议TFTPTFTPn n简单网络管理协议简单网络管理协议SNMPSNMPn n动态主机配置协议动态主机配置协议DHCPDHCP第22页，本讲稿共27页UDP数据分段格式：第23页，本讲稿共27页TCP与与UDP端口号端口号n n端口号用来跟踪网络上同一时间的不同会话。n nTCP和UDP都使用端口号向上层传递信息。n n一个IP地址和一个端口号组合在一起称为套接字。n n知名服务的端口号由Internet地址授权委员会控制管理。n n范围：1024以下为知名端口号，1024以上为动态分配端口号第24页，本讲稿共27页第25页，本讲稿共27页3、TCP/IP应用层应用层第26页，本讲稿共27页n n应用层是最靠近终端用户的一层。n n应用层不能为其它层提供服务，但为其它层提供接口。n n常见的应用层协议：DNS、FTP、TFTPHTTP、SMTP、SNMP、Telnet第27页，本讲稿共27页