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1、第6章传输层ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望说明：说明：l l本课件的配套教材为：本课件的配套教材为：计算机网络技术与实训教程计算机网络技术与实训教程计算机网络技术与实训教程计算机网络技术与实训教程 出版社出版社出版社出版社 编著编著编著编著l l如果选用本套教材，并需要完整的各章课如果选用本套教材，并需要完整的各章课件，请与作者联系。件，请与作者联系。电话：电话：电话：电话：E-mailE-mail：通信地址：通信地址：通信地址：通信地
2、址：2本章主要内容本章主要内容l了解传输层的数据传输服务了解传输层的数据传输服务 l掌握掌握TCPTCP与与UDPUDP协议的报文格式协议的报文格式l掌握掌握TCPTCP与与UDPUDP协议的工作原理协议的工作原理l掌握掌握TCPTCP/IPIP实用程序实用程序36.1 传输层原理传输层原理 主要内容：主要内容：传输层存在的必要性传输层存在的必要性 传输协议的分类传输协议的分类 数据传输服务数据传输服务 4 1.传输层存在的必要性传输层存在的必要性 对于网络用户来说，希望通信双方的主机能得到端对于网络用户来说，希望通信双方的主机能得到端对于网络用户来说，希望通信双方的主机能得到端对于网络用户来
3、说，希望通信双方的主机能得到端到端（即从进程到进程）的可靠通信服务。但是，网络到端（即从进程到进程）的可靠通信服务。但是，网络到端（即从进程到进程）的可靠通信服务。但是，网络到端（即从进程到进程）的可靠通信服务。但是，网络层提供的分组传输服务往往是不可靠的，比如，若网络层提供的分组传输服务往往是不可靠的，比如，若网络层提供的分组传输服务往往是不可靠的，比如，若网络层提供的分组传输服务往往是不可靠的，比如，若网络层提供数据报服务，那么就不能保证分组报文无差错、层提供数据报服务，那么就不能保证分组报文无差错、层提供数据报服务，那么就不能保证分组报文无差错、层提供数据报服务，那么就不能保证分组报文无
4、差错、不丢失、不重复且按顺序进行交付。即使网络层提供的不丢失、不重复且按顺序进行交付。即使网络层提供的不丢失、不重复且按顺序进行交付。即使网络层提供的不丢失、不重复且按顺序进行交付。即使网络层提供的是虚电路服务，但当网络中的虚电路进行重建时，主机是虚电路服务，但当网络中的虚电路进行重建时，主机是虚电路服务，但当网络中的虚电路进行重建时，主机是虚电路服务，但当网络中的虚电路进行重建时，主机就无法获得正在网内的分组状态，恢复工作必须由传输就无法获得正在网内的分组状态，恢复工作必须由传输就无法获得正在网内的分组状态，恢复工作必须由传输就无法获得正在网内的分组状态，恢复工作必须由传输层来进行。也就是说
5、，要保证数据既不丢失也不重复，层来进行。也就是说，要保证数据既不丢失也不重复，层来进行。也就是说，要保证数据既不丢失也不重复，层来进行。也就是说，要保证数据既不丢失也不重复，传输层是必不可少的。传输层是必不可少的。传输层是必不可少的。传输层是必不可少的。5另外，在互连网的情况下，各通信子网所能提另外，在互连网的情况下，各通信子网所能提另外，在互连网的情况下，各通信子网所能提另外，在互连网的情况下，各通信子网所能提供的服务又各不相同，网络用户又无法对子网加以供的服务又各不相同，网络用户又无法对子网加以供的服务又各不相同，网络用户又无法对子网加以供的服务又各不相同，网络用户又无法对子网加以控制。因
6、此，为了能使通信子网的用户得到一个统控制。因此，为了能使通信子网的用户得到一个统控制。因此，为了能使通信子网的用户得到一个统控制。因此，为了能使通信子网的用户得到一个统一的通信服务，也必须设置传输层，以弥补通信子一的通信服务，也必须设置传输层，以弥补通信子一的通信服务，也必须设置传输层，以弥补通信子一的通信服务，也必须设置传输层，以弥补通信子网提供的服务差异和不足，使得对两端的网络用户网提供的服务差异和不足，使得对两端的网络用户网提供的服务差异和不足，使得对两端的网络用户网提供的服务差异和不足，使得对两端的网络用户来说，各通信子网都变成透明的。来说，各通信子网都变成透明的。来说，各通信子网都变
7、成透明的。来说，各通信子网都变成透明的。6 换言之，传输层向高层用户屏蔽了通信子网的换言之，传输层向高层用户屏蔽了通信子网的换言之，传输层向高层用户屏蔽了通信子网的换言之，传输层向高层用户屏蔽了通信子网的细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是什么，看不见数据链路层和网络层采用的是什么协议，什么，看不见数据链路层和网络层采用的是什么协议，什么，看不见数据链路层和网络层采用的是什么协议，什么，看不见数据链路层和网络层采用的是什么协议，以及网络互连的结构，
8、而看见的就是好像在两个传输以及网络互连的结构，而看见的就是好像在两个传输以及网络互连的结构，而看见的就是好像在两个传输以及网络互连的结构，而看见的就是好像在两个传输层实体之间有一条端到端的、可靠的、价格合理的、层实体之间有一条端到端的、可靠的、价格合理的、层实体之间有一条端到端的、可靠的、价格合理的、层实体之间有一条端到端的、可靠的、价格合理的、与实际使用的网络无关的全双工通信通路。与实际使用的网络无关的全双工通信通路。与实际使用的网络无关的全双工通信通路。与实际使用的网络无关的全双工通信通路。7l l传输层为两个主机上的用户进程提供端到端的面向连接传输层为两个主机上的用户进程提供端到端的面向
9、连接传输层为两个主机上的用户进程提供端到端的面向连接传输层为两个主机上的用户进程提供端到端的面向连接的或无连接的服务。面向连接服务是一种可靠的、有序的或无连接的服务。面向连接服务是一种可靠的、有序的或无连接的服务。面向连接服务是一种可靠的、有序的或无连接的服务。面向连接服务是一种可靠的、有序的数据传输服务，一次数据通信要经历建立连接、数据的数据传输服务，一次数据通信要经历建立连接、数据的数据传输服务，一次数据通信要经历建立连接、数据的数据传输服务，一次数据通信要经历建立连接、数据传输和释放连接等三个阶段，其可靠性是以较大的通信传输和释放连接等三个阶段，其可靠性是以较大的通信传输和释放连接等三个
10、阶段，其可靠性是以较大的通信传输和释放连接等三个阶段，其可靠性是以较大的通信开销为代价，这类传输层协议有开销为代价，这类传输层协议有开销为代价，这类传输层协议有开销为代价，这类传输层协议有TCP TCP（Transmission Transmission Control ProtocolControl Protocol）和和和和SPXSPX（Sequenced Packet Sequenced Packet eXchangeeXchange）等；等；等；等；无连接服务是一种不可靠的数据传输无连接服务是一种不可靠的数据传输无连接服务是一种不可靠的数据传输无连接服务是一种不可靠的数据传输服务，为用
11、户进程提供一种简单而快捷的通信机制，这服务，为用户进程提供一种简单而快捷的通信机制，这服务，为用户进程提供一种简单而快捷的通信机制，这服务，为用户进程提供一种简单而快捷的通信机制，这类传输层协议有类传输层协议有类传输层协议有类传输层协议有UDP UDP（User Datagram ProtocolUser Datagram Protocol）等。等。等。等。8 传传传传输输输输层层层层是是是是在在在在网网网网络络络络层层层层所所所所提提提提供供供供服服服服务务务务的的的的基基基基础础础础上上上上为为为为两两两两个个个个主主主主机机机机上上上上的的的的用用用用户户户户进进进进程程程程提提提提供供
12、供供一一一一种种种种通通通通信信信信机机机机制制制制，而而而而网网网网络络络络层层层层服服服服务务务务则则则则是是是是面向通信子网的。面向通信子网的。面向通信子网的。面向通信子网的。在在在在OSIOSIOSIOSI参考模型的参考模型的参考模型的参考模型的7 7 7 7层结构中，传输层起着承上启层结构中，传输层起着承上启层结构中，传输层起着承上启层结构中，传输层起着承上启下的作用，所以有人将下的作用，所以有人将下的作用，所以有人将下的作用，所以有人将7 7 7 7层结构分成两大部分：把层结构分成两大部分：把层结构分成两大部分：把层结构分成两大部分：把0 0 0 04 4 4 4层看作是传输服务提
13、供者；层看作是传输服务提供者；层看作是传输服务提供者；层看作是传输服务提供者；把把把把5-75-75-75-7层看作是传输服层看作是传输服层看作是传输服层看作是传输服务用户，通过传输层，传输服务提供者可以为传输服务用户，通过传输层，传输服务提供者可以为传输服务用户，通过传输层，传输服务提供者可以为传输服务用户，通过传输层，传输服务提供者可以为传输服务用户提供更加可靠的数据传输服务。务用户提供更加可靠的数据传输服务。务用户提供更加可靠的数据传输服务。务用户提供更加可靠的数据传输服务。9l lA A A A型型型型：网网网网络络络络连连连连接接接接具具具具有有有有可可可可接接接接受受受受的的的的低
14、低低低差差差差错错错错率率率率和和和和可可可可接接接接受受受受的的的的低低低低故故故故障障障障通通通通知知知知率率率率。A A A A型型型型网网网网络络络络服服服服务务务务是是是是一一一一个个个个完完完完善善善善的的的的、理理理理想想想想的的的的、可可可可靠靠靠靠的的的的网网网网络服务，实际的网络很少达到这个水平。络服务，实际的网络很少达到这个水平。络服务，实际的网络很少达到这个水平。络服务，实际的网络很少达到这个水平。l lB B B B型型型型：网网网网络络络络连连连连接接接接具具具具有有有有可可可可接接接接受受受受的的的的低低低低差差差差错错错错率率率率和和和和不不不不可可可可接接接接
15、受受受受的的的的高高高高故故故故障障障障通通通通知知知知率率率率。多多多多数数数数X.25X.25X.25X.25公公公公用用用用分分分分组组组组交交交交换换换换网网网网络络络络提提提提供供供供的的的的是是是是B B B B型型型型网网网网络络络络服务。服务。服务。服务。l lC C C C型型型型：网网网网络络络络连连连连接接接接具具具具有有有有不不不不可可可可接接接接受受受受的的的的高高高高差差差差错错错错率率率率。C C C C型型型型网网网网络络络络服服服服务务务务质量最差，大多数广域网属于这种类型。质量最差，大多数广域网属于这种类型。质量最差，大多数广域网属于这种类型。质量最差，大多
16、数广域网属于这种类型。2.传输协议的分类传输协议的分类 10l lISOISOISOISO定义了定义了定义了定义了5 5 5 5种类型的传输协议，即种类型的传输协议，即种类型的传输协议，即种类型的传输协议，即TP0TP0TP0TP0，TP1TP1TP1TP1，TP2TP2TP2TP2，TP3TP3TP3TP3和和和和TP4TP4TP4TP4，它们都是面向连接的。它们都是面向连接的。它们都是面向连接的。它们都是面向连接的。l lTP0TP0TP0TP0协议最简单，适用于协议最简单，适用于协议最简单，适用于协议最简单，适用于A A A A型网络，型网络，型网络，型网络，TP0TP0TP0TP0为请
17、求的传输连接为请求的传输连接为请求的传输连接为请求的传输连接建立一个对应的网络连接，并假定网络连接完全可靠，不建立一个对应的网络连接，并假定网络连接完全可靠，不建立一个对应的网络连接，并假定网络连接完全可靠，不建立一个对应的网络连接，并假定网络连接完全可靠，不再另外进行流控和排序，传输连接的释放也对应于网络连再另外进行流控和排序，传输连接的释放也对应于网络连再另外进行流控和排序，传输连接的释放也对应于网络连再另外进行流控和排序，传输连接的释放也对应于网络连接的释放。接的释放。接的释放。接的释放。l lTP1TP1TP1TP1协议也比较简单，增加了基本的差错恢复功能，适用协议也比较简单，增加了基
18、本的差错恢复功能，适用协议也比较简单，增加了基本的差错恢复功能，适用协议也比较简单，增加了基本的差错恢复功能，适用于于于于B B B B型网络。型网络。型网络。型网络。11l lTP2TP2TP2TP2协议具有连接复用功能，但没有对网络连接出现故障协议具有连接复用功能，但没有对网络连接出现故障协议具有连接复用功能，但没有对网络连接出现故障协议具有连接复用功能，但没有对网络连接出现故障的恢复功能，这类协议还具有相应的流量控制功能，主的恢复功能，这类协议还具有相应的流量控制功能，主的恢复功能，这类协议还具有相应的流量控制功能，主的恢复功能，这类协议还具有相应的流量控制功能，主要面向要面向要面向要面
19、向A A A A型网络服务。型网络服务。型网络服务。型网络服务。l lTP3TP3TP3TP3协议包含了协议包含了协议包含了协议包含了TP1TP1TP1TP1和和和和TP2TP2TP2TP2协议的功能，既有差错恢复又有协议的功能，既有差错恢复又有协议的功能，既有差错恢复又有协议的功能，既有差错恢复又有复用功能，主要面向复用功能，主要面向复用功能，主要面向复用功能，主要面向B B B B型网络服务。型网络服务。型网络服务。型网络服务。l lTP4TP4TP4TP4协议是最复杂的，功能较齐全，具有差错检测、控制、协议是最复杂的，功能较齐全，具有差错检测、控制、协议是最复杂的，功能较齐全，具有差错检
20、测、控制、协议是最复杂的，功能较齐全，具有差错检测、控制、恢复以及复用功能，可以在质量较差的网络上保证高可恢复以及复用功能，可以在质量较差的网络上保证高可恢复以及复用功能，可以在质量较差的网络上保证高可恢复以及复用功能，可以在质量较差的网络上保证高可靠的数据传输，主要面向靠的数据传输，主要面向靠的数据传输，主要面向靠的数据传输，主要面向C C C C型网络服务。型网络服务。型网络服务。型网络服务。123.数据传输服务数据传输服务l l传输层提供的数据传输服务可以是面向连接或无连接的，传输层提供的数据传输服务可以是面向连接或无连接的，传输层提供的数据传输服务可以是面向连接或无连接的，传输层提供的
21、数据传输服务可以是面向连接或无连接的，其中应用较广泛的是面向连接的传输层协议，如其中应用较广泛的是面向连接的传输层协议，如其中应用较广泛的是面向连接的传输层协议，如其中应用较广泛的是面向连接的传输层协议，如TCPTCPTCPTCP协议协议协议协议等。传输层的数据传输单位是分组（等。传输层的数据传输单位是分组（等。传输层的数据传输单位是分组（等。传输层的数据传输单位是分组（PacketPacketPacketPacket），），），），每个分每个分每个分每个分组由分组头和分组数据两部分组成，分组头中包含了寻组由分组头和分组数据两部分组成，分组头中包含了寻组由分组头和分组数据两部分组成，分组头中包
22、含了寻组由分组头和分组数据两部分组成，分组头中包含了寻址信息、控制信息和说明信息等，寻址信息指出了通信址信息、控制信息和说明信息等，寻址信息指出了通信址信息、控制信息和说明信息等，寻址信息指出了通信址信息、控制信息和说明信息等，寻址信息指出了通信双方的传输层服务访问点（双方的传输层服务访问点（双方的传输层服务访问点（双方的传输层服务访问点（TSAPTSAPTSAPTSAP）地址，定义了使用传地址，定义了使用传地址，定义了使用传地址，定义了使用传输层协议进行通信的用户进程。控制信息规定了某种传输层协议进行通信的用户进程。控制信息规定了某种传输层协议进行通信的用户进程。控制信息规定了某种传输层协议
23、进行通信的用户进程。控制信息规定了某种传输协议的控制操作，如建立连接、拆除连接等操作；说输协议的控制操作，如建立连接、拆除连接等操作；说输协议的控制操作，如建立连接、拆除连接等操作；说输协议的控制操作，如建立连接、拆除连接等操作；说明信息描述了数据传输时的某些特性，如服务质量明信息描述了数据传输时的某些特性，如服务质量明信息描述了数据传输时的某些特性，如服务质量明信息描述了数据传输时的某些特性，如服务质量（QoSQoSQoSQoS）、）、）、）、窗口尺寸等。窗口尺寸等。窗口尺寸等。窗口尺寸等。131.建立连接（采用三次握手法建立连接（采用三次握手法）142.释放连接（采用三次握手法释放连接（采
24、用三次握手法）153.流量控制流量控制 传输层是利用可变滑动窗口协议来实现流量控制的，传输层是利用可变滑动窗口协议来实现流量控制的，传输层是利用可变滑动窗口协议来实现流量控制的，传输层是利用可变滑动窗口协议来实现流量控制的，即发送方的发送窗口大小是由接收方根据自己的实际窗即发送方的发送窗口大小是由接收方根据自己的实际窗即发送方的发送窗口大小是由接收方根据自己的实际窗即发送方的发送窗口大小是由接收方根据自己的实际窗口大小而给出的，且在整个传输过程中动态变化。值得口大小而给出的，且在整个传输过程中动态变化。值得口大小而给出的，且在整个传输过程中动态变化。值得口大小而给出的，且在整个传输过程中动态变
25、化。值得注意的是，这里所指的窗口就是缓冲区。因此，滑动窗注意的是，这里所指的窗口就是缓冲区。因此，滑动窗注意的是，这里所指的窗口就是缓冲区。因此，滑动窗注意的是，这里所指的窗口就是缓冲区。因此，滑动窗口协议的核心问题也是解决缓冲区的分配问题。口协议的核心问题也是解决缓冲区的分配问题。口协议的核心问题也是解决缓冲区的分配问题。口协议的核心问题也是解决缓冲区的分配问题。在传输层分组头中，设有一个窗口字段，接收方利在传输层分组头中，设有一个窗口字段，接收方利在传输层分组头中，设有一个窗口字段，接收方利在传输层分组头中，设有一个窗口字段，接收方利用该字段向发送方通报接收窗口尺寸，即接收缓冲区大用该字段
26、向发送方通报接收窗口尺寸，即接收缓冲区大用该字段向发送方通报接收窗口尺寸，即接收缓冲区大用该字段向发送方通报接收窗口尺寸，即接收缓冲区大小，发送方则按当前接收缓冲区容量发送适量的数据分小，发送方则按当前接收缓冲区容量发送适量的数据分小，发送方则按当前接收缓冲区容量发送适量的数据分小，发送方则按当前接收缓冲区容量发送适量的数据分组。组。组。组。16l l在建立连接时在建立连接时在建立连接时在建立连接时 ，双方通过，双方通过，双方通过，双方通过CRCRCRCR分组和分组和分组和分组和CACACACA分组中的窗口字段分组中的窗口字段分组中的窗口字段分组中的窗口字段捎带着相互通告各自的窗口尺寸。在数据
27、传输过程中捎带着相互通告各自的窗口尺寸。在数据传输过程中捎带着相互通告各自的窗口尺寸。在数据传输过程中捎带着相互通告各自的窗口尺寸。在数据传输过程中 ，发送方按接收方通告的窗口尺寸发送一定的数据量。接发送方按接收方通告的窗口尺寸发送一定的数据量。接发送方按接收方通告的窗口尺寸发送一定的数据量。接发送方按接收方通告的窗口尺寸发送一定的数据量。接收方可根据接收缓冲区的使用状况动态地调整接收窗口收方可根据接收缓冲区的使用状况动态地调整接收窗口收方可根据接收缓冲区的使用状况动态地调整接收窗口收方可根据接收缓冲区的使用状况动态地调整接收窗口 ，并在发送应答分组进行确认时捎带着将新的窗口尺寸，并在发送应答
28、分组进行确认时捎带着将新的窗口尺寸，并在发送应答分组进行确认时捎带着将新的窗口尺寸，并在发送应答分组进行确认时捎带着将新的窗口尺寸通告给发送方。发送方将按新的接收窗口尺寸来调整发通告给发送方。发送方将按新的接收窗口尺寸来调整发通告给发送方。发送方将按新的接收窗口尺寸来调整发通告给发送方。发送方将按新的接收窗口尺寸来调整发送窗口送窗口送窗口送窗口 ，接收方也用新的接收窗口尺寸来验证新到达数，接收方也用新的接收窗口尺寸来验证新到达数，接收方也用新的接收窗口尺寸来验证新到达数，接收方也用新的接收窗口尺寸来验证新到达数据分组的可接受性。据分组的可接受性。据分组的可接受性。据分组的可接受性。174.4.
29、多路复用多路复用多路复用多路复用传输层的多路复用机制使多个用户进程能够共享一传输层的多路复用机制使多个用户进程能够共享一传输层的多路复用机制使多个用户进程能够共享一传输层的多路复用机制使多个用户进程能够共享一个传输层实体进行通信，这种多路复用机制是通过传输个传输层实体进行通信，这种多路复用机制是通过传输个传输层实体进行通信，这种多路复用机制是通过传输个传输层实体进行通信，这种多路复用机制是通过传输层的层的层的层的TSAPTSAPTSAPTSAP地址实现的。地址实现的。地址实现的。地址实现的。当一次数据通信结束后，在释放连接的同时也释放当一次数据通信结束后，在释放连接的同时也释放当一次数据通信结
30、束后，在释放连接的同时也释放当一次数据通信结束后，在释放连接的同时也释放了该连接所占用的了该连接所占用的了该连接所占用的了该连接所占用的TSAPTSAPTSAPTSAP地址，这个地址，这个地址，这个地址，这个TSAPTSAPTSAPTSAP地址就可以分配地址就可以分配地址就可以分配地址就可以分配给其它连接使用。给其它连接使用。给其它连接使用。给其它连接使用。在在在在TCPTCPTCPTCP协议中，通过端口（协议中，通过端口（协议中，通过端口（协议中，通过端口（PortPortPortPort）提供这种多路复用提供这种多路复用提供这种多路复用提供这种多路复用机制。机制。机制。机制。186.2 T
31、CP协议协议 主要内容：主要内容：传输层端口传输层端口 TCPTCP协议报文格式协议报文格式 连接的建立与关闭连接的建立与关闭其它传输服务其它传输服务 196.2 TCP协议协议l lInternetInternetInternetInternet传输层包含了两个重要协议：传输控制协议传输层包含了两个重要协议：传输控制协议传输层包含了两个重要协议：传输控制协议传输层包含了两个重要协议：传输控制协议TCPTCPTCPTCP和用户数据报协议和用户数据报协议和用户数据报协议和用户数据报协议UDPUDPUDPUDP。TCPTCPTCPTCP是专门为在不可靠的是专门为在不可靠的是专门为在不可靠的是专门为
32、在不可靠的InternetInternetInternetInternet上提供可靠的端到端的字节流通信而设计的一上提供可靠的端到端的字节流通信而设计的一上提供可靠的端到端的字节流通信而设计的一上提供可靠的端到端的字节流通信而设计的一种面向连接的传输协议。种面向连接的传输协议。种面向连接的传输协议。种面向连接的传输协议。UDPUDPUDPUDP是一种面向无连接的传输协是一种面向无连接的传输协是一种面向无连接的传输协是一种面向无连接的传输协议。议。议。议。201.传输层端口传输层端口l lInternetInternetInternetInternet传输层与网络层功能上的最大区别是前者可提传输
33、层与网络层功能上的最大区别是前者可提传输层与网络层功能上的最大区别是前者可提传输层与网络层功能上的最大区别是前者可提供进程间的通信能力。因此，供进程间的通信能力。因此，供进程间的通信能力。因此，供进程间的通信能力。因此，TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP协议提出了端口协议提出了端口协议提出了端口协议提出了端口（PortPortPortPort）的概念，用于标识通信的进程。的概念，用于标识通信的进程。的概念，用于标识通信的进程。的概念，用于标识通信的进程。TCPTCPTCPTCP和和和和UDPUDPUDPUDP都使都使都使都使用与应用层接口处的端口和上层的应用进程进行通信。用与应用
34、层接口处的端口和上层的应用进程进行通信。用与应用层接口处的端口和上层的应用进程进行通信。用与应用层接口处的端口和上层的应用进程进行通信。l l在在在在InternetInternetInternetInternet传输层中，每一端口是用套接字（传输层中，每一端口是用套接字（传输层中，每一端口是用套接字（传输层中，每一端口是用套接字（SocketSocketSocketSocket）来描述的。应用程序一旦向系统申请到一个来描述的。应用程序一旦向系统申请到一个来描述的。应用程序一旦向系统申请到一个来描述的。应用程序一旦向系统申请到一个SocketSocketSocketSocket，就就就就相当于
35、应用程序获得一个与其他应用程序通信的输入相当于应用程序获得一个与其他应用程序通信的输入相当于应用程序获得一个与其他应用程序通信的输入相当于应用程序获得一个与其他应用程序通信的输入/输输输输出接口。每一出接口。每一出接口。每一出接口。每一SocketSocketSocketSocket表示一个通信端点，且对应有一个表示一个通信端点，且对应有一个表示一个通信端点，且对应有一个表示一个通信端点，且对应有一个惟一传输地址即（惟一传输地址即（惟一传输地址即（惟一传输地址即（IPIPIPIP地址，端口号）标识，其中，端口地址，端口号）标识，其中，端口地址，端口号）标识，其中，端口地址，端口号）标识，其中，
36、端口号是一个号是一个号是一个号是一个16161616位二进制数，约定位二进制数，约定位二进制数，约定位二进制数，约定256256256256以下的端口号被标准服以下的端口号被标准服以下的端口号被标准服以下的端口号被标准服务保留，取值大于务保留，取值大于务保留，取值大于务保留，取值大于256256256256的为自由端口。的为自由端口。的为自由端口。的为自由端口。212.传输控制协议传输控制协议TCPTCPl lTCPTCPTCPTCP是利用网络层是利用网络层是利用网络层是利用网络层IPIPIPIP协议提供的不可靠的通信服务，为应协议提供的不可靠的通信服务，为应协议提供的不可靠的通信服务，为应协
37、议提供的不可靠的通信服务，为应用进程提供可靠的、面向连接的、端到端的基于字节流用进程提供可靠的、面向连接的、端到端的基于字节流用进程提供可靠的、面向连接的、端到端的基于字节流用进程提供可靠的、面向连接的、端到端的基于字节流的传输服务。的传输服务。的传输服务。的传输服务。l lTCPTCPTCPTCP的连接管理可以分为三个阶段：建立连接、数据传输的连接管理可以分为三个阶段：建立连接、数据传输的连接管理可以分为三个阶段：建立连接、数据传输的连接管理可以分为三个阶段：建立连接、数据传输和释放连接。和释放连接。和释放连接。和释放连接。l l一旦连接建立起来并且该连接处于活动状态时，一旦连接建立起来并且
38、该连接处于活动状态时，一旦连接建立起来并且该连接处于活动状态时，一旦连接建立起来并且该连接处于活动状态时，TCPTCPTCPTCP便可便可便可便可以产生并发送分组。当传送结束后以产生并发送分组。当传送结束后以产生并发送分组。当传送结束后以产生并发送分组。当传送结束后 ，连接双方都要终止，连接双方都要终止，连接双方都要终止，连接双方都要终止各自的连接。各自的连接。各自的连接。各自的连接。由于由于由于由于InternetInternetInternetInternet是由不同的通信子网互连而是由不同的通信子网互连而是由不同的通信子网互连而是由不同的通信子网互连而成的，而不同的网络可能具有不同的拓扑
39、结构、带宽、成的，而不同的网络可能具有不同的拓扑结构、带宽、成的，而不同的网络可能具有不同的拓扑结构、带宽、成的，而不同的网络可能具有不同的拓扑结构、带宽、延迟以及分组大小等其他特性。因此，延迟以及分组大小等其他特性。因此，延迟以及分组大小等其他特性。因此，延迟以及分组大小等其他特性。因此，TCPTCPTCPTCP的协议机制相的协议机制相的协议机制相的协议机制相对复杂，即要涉及到连接管理、流量控制、应答以及定对复杂，即要涉及到连接管理、流量控制、应答以及定对复杂，即要涉及到连接管理、流量控制、应答以及定对复杂，即要涉及到连接管理、流量控制、应答以及定时管理等。时管理等。时管理等。时管理等。22
40、1.TCP报文格式报文格式 232.建立连接建立连接 在在在在TCPTCPTCPTCP协议中协议中协议中协议中 ，建立连接要通过，建立连接要通过，建立连接要通过，建立连接要通过“三次握手三次握手三次握手三次握手”机制机制机制机制来完成。这种机制既可以由一方来完成。这种机制既可以由一方来完成。这种机制既可以由一方来完成。这种机制既可以由一方TCPTCPTCPTCP发起同步握手过程而发起同步握手过程而发起同步握手过程而发起同步握手过程而由另一方由另一方由另一方由另一方TCPTCPTCPTCP响应该同步过程，响应该同步过程，响应该同步过程，响应该同步过程，也可以由通信双方同时也可以由通信双方同时也可
41、以由通信双方同时也可以由通信双方同时发起连接的同步握手。发起连接的同步握手。发起连接的同步握手。发起连接的同步握手。24建立连接的三次握手过程建立连接的三次握手过程253.3.关闭连接关闭连接关闭连接关闭连接 由由由由于于于于TCPTCPTCPTCP连连连连接接接接是是是是一一一一个个个个全全全全双双双双工工工工的的的的数数数数据据据据通通通通道道道道，一一一一个个个个连连连连接接接接的的的的关关关关闭闭闭闭必必必必须须须须由由由由通通通通信信信信双双双双方方方方共共共共同同同同完完完完成成成成。当当当当通通通通信信信信的的的的一一一一方方方方没没没没有有有有数数数数据据据据需需需需要要要要发
42、发发发送送送送给给给给对对对对方方方方时时时时，可可可可以以以以使使使使用用用用FINFINFINFIN段段段段向向向向对对对对方方方方发发发发送送送送关关关关闭闭闭闭连连连连接接接接请请请请求求求求。这这这这时时时时，它它它它虽虽虽虽然然然然不不不不再再再再发发发发送送送送数数数数据据据据，但但但但并并并并不不不不排排排排斥斥斥斥在在在在这这这这个个个个连连连连接接接接上上上上继继继继续续续续接接接接收收收收数数数数据据据据。只只只只有有有有当当当当通通通通信信信信的的的的对对对对方方方方也也也也递递递递交交交交了了了了关关关关闭闭闭闭连连连连接接接接请请请请求后，这个求后，这个求后，这个求
43、后，这个TCPTCPTCPTCP连接才会完全关闭。连接才会完全关闭。连接才会完全关闭。连接才会完全关闭。在关闭连接时，既可以由一方发起而另一方响应，也在关闭连接时，既可以由一方发起而另一方响应，也在关闭连接时，既可以由一方发起而另一方响应，也在关闭连接时，既可以由一方发起而另一方响应，也可以双方同时发起。无论怎样，收到关闭连接请求的一方可以双方同时发起。无论怎样，收到关闭连接请求的一方可以双方同时发起。无论怎样，收到关闭连接请求的一方可以双方同时发起。无论怎样，收到关闭连接请求的一方必须使用必须使用必须使用必须使用ACKACKACKACK段给予确认。实际上，段给予确认。实际上，段给予确认。实际
44、上，段给予确认。实际上，TCPTCPTCPTCP连接的关闭过程也连接的关闭过程也连接的关闭过程也连接的关闭过程也是一个三次握手的过程。是一个三次握手的过程。是一个三次握手的过程。是一个三次握手的过程。26(a a)三次握手释放连接的正常操作三次握手释放连接的正常操作 (b b)最后确认最后确认TPDUTPDU丢失的情况丢失的情况27 (c c)应答丢失的情况应答丢失的情况 (d d)应答丢失以及后续应答丢失以及后续DR丢失情况丢失情况284.4.流量控制流量控制 在数据传输过程中，在数据传输过程中，TCPTCP协议提供一种基于动态滑动窗协议提供一种基于动态滑动窗口协议的流量控制机制，使接收方口
45、协议的流量控制机制，使接收方TCPTCP实体能够根据自己当实体能够根据自己当前的缓冲区容量来控制发送方前的缓冲区容量来控制发送方TCPTCP实体传送的数据量。实体传送的数据量。假设接收方现有假设接收方现有2048 2048 B B的缓冲区空间，如果发送方传的缓冲区空间，如果发送方传送了一个送了一个10241024B B的报文段并被正确接收到，那么接收方要确的报文段并被正确接收到，那么接收方要确认该报文段。然而，因为它现在只剩下认该报文段。然而，因为它现在只剩下10241024B B的缓冲区空间的缓冲区空间（在应用程序从缓冲区中取走数据之前），所以，它只声（在应用程序从缓冲区中取走数据之前），所
46、以，它只声明明10241024B B大小的窗口，期待接收后续的数据。当发送方再次大小的窗口，期待接收后续的数据。当发送方再次发送了发送了10241024B B的的TCPTCP报文段后，由于接收方无剩余的缓冲区报文段后，由于接收方无剩余的缓冲区空间，所以，最终的确认其声明的滑动窗口大小为空间，所以，最终的确认其声明的滑动窗口大小为0 0。29 此此时时发发送送方方必必须须停停止止发发送送数数据据直直到到接接收收方方主主机机上上的的应应用用程程序序被被确确定定从从缓缓冲冲区区中中取取走走一一些些数数据据，接接收收方方重重新发出一个新的窗口值为止。新发出一个新的窗口值为止。当滑动窗口为当滑动窗口为0
47、 0时，在正常情况下，发送方不能再时，在正常情况下，发送方不能再发送发送TCPTCP报文段。但有两种情况例外，一是紧急数据可报文段。但有两种情况例外，一是紧急数据可以发送，比如，立即中断远程的用户进程；二是为防以发送，比如，立即中断远程的用户进程；二是为防止窗口声明丢失时出现死锁，发送方可以发送止窗口声明丢失时出现死锁，发送方可以发送1 1 B B的的TCPTCP报文段，以便让接收方重新声明确认号和窗口大小。报文段，以便让接收方重新声明确认号和窗口大小。305.PUSH操作操作 在在一一个个TCPTCP连连接接上上进进行行正正常常数数据据传传送送过过程程中中，发发送送方方会会按按规规定定的的方
48、方式式来来分分段段和和发发送送上上层层协协议议递递交交的的数数据据。这这样样，对对于于递递交交了了该该数数据据的的上上层层协协议议来来说说，在在数数据据发发送送完完成成前前，无无法法知知道道自自身身递交的数据是否在发送。递交的数据是否在发送。PUSHPUSH（推推进进）数数据据机机制制可可使使得得上上层层协协议议递递交交的的数数据据能能够够迅迅速速地地从从本本地地推推向向远远地地，而而不不受受发发送送方方当当前前发发送送窗窗口口大大小小和和发发送送方方式所限制。式所限制。当发送方当发送方TCPTCP收到上层协议的收到上层协议的PUSHPUSH操作请求时，它将在流操作请求时，它将在流量控制允许的
49、范围内进行数据分段并发送本地量控制允许的范围内进行数据分段并发送本地TCPTCP缓冲区中所缓冲区中所有数据（有数据（TCPTCP段头中的段头中的PSHPSH标志位被置位）。当接收方标志位被置位）。当接收方TCPTCP收到收到带有带有PSHPSH标志的标志的TCPTCP数据段后，将迅速把这些数据段递交给上层数据段后，将迅速把这些数据段递交给上层接收协议并结束当前的接收命令。接收协议并结束当前的接收命令。316.紧急数据紧急数据 任任何何一一个个TCPTCP输输出出段段都都可可以以携携带带紧紧急急数数据据（Urgent Urgent DataData），以以支支持持上上层层协协议议间间紧紧急急信信
50、息息的的快快速速传传递递。紧紧急急数数据据必必须须位位于于数据段中所有数据的最前端，并在数据段中所有数据的最前端，并在TCPTCP段头中设置如下字段：段头中设置如下字段：(1)(1)设置设置URGURG标志位，表示当前数据段中携带有紧急数据。标志位，表示当前数据段中携带有紧急数据。(2)(2)设设置置紧紧急急指指针针，紧紧急急指指针针与与当当前前输输出出段段的的序序号号之之和和指指出出数数据据流流中中紧紧急急数数据据最最后后一一个个字字节节。对对于于一一个个包包含含该该字字节节的的数数据据段段来来讲讲，其其紧紧急急数数据据长长度度从从段段序序号号开开始始一一直直延延续续到到该该字字节节为为止。