现代计算机网络技术刘功庆 第7章

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1、现代计算机网络技术第7章传输层协议摘要本章介绍了Internet传输层的两个重要协议TCP和UDP，包括这两种协议的报文格式和工作原理。详细介绍了TCP的连接建立与关闭，以及连接建立与关闭过程的状态转换。掌握本章介绍的原理和概念，对于学好后面的章节极为有利，特别是掌握了TCP的状态转换规律，对于网络的配置与诊断以及网络应用的调试大有裨益。理解掌握了解了解了解学习目标协议的概念TCP和UDPTCP和UDP协议的区别TCP协议的作用UDP协议的作用7.1传输层协议族Internet在传输层有两种主要的协议：一种是面向连接的协议TCP，一种是无连接的协议UDP。7.

2、2TCP协议TCP(TransferControlProtocol)是专门设计用于在不可靠的Internet上提供可靠的、端到端的字节流通信的协议。Internet不同于一个单独的网络，不同部分可能具有不同的拓扑结构、带宽、延迟、分组大小以及其它特性。TCP被设计成能动态满足Internet的要求，并且足以健壮地面对多种出错。RFC793[Postel1981]是TCP的正式规范。7.2TCP协议7.2.1可靠的数据流传输TCP提供的可靠传输服务的五个特征：（1）面向数据流（2）虚电路连接（3）有缓冲的传输（4）无结构的数据流（5）全双工连接7.2TCP协议7

3、.2.2滑动窗口概念滑动窗口技术是简单的带重传的肯定确认机制的一个更复杂的变形，它允许发送方在等待一个确认信息之前可以发送多个分组。图7-3(a)窗口内包括8个分组的滑动窗口协议(b)收到对1号分组的确认信息后，窗口滑动，使得9号分组也能被发送7.2TCP协议7.2.3TCP报文格式两台计算机上的TCP软件之间传输的数据单元称为报文段。TCP通过报文段的交互来建立连接、传输数据、发出确认、通告窗口大小以及关闭连接。TCP报文分为两部分，前面是报头，后面是数据。7.3TCP协议的主要作用7.3.1连接和断开1.建立一个TCP连接TCP使用三次握手（three-w

4、ayhandshake）协议来建立连接：（1）请求端（通常称为客户）发送一个SYN报文段（SYN为1）指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始顺序号（ISN）。（2）服务器发回包含服务器的初始顺序号的SYN报文段（SYN为1）作为应答。同时，将确认号设置为客户的ISN加1以对客户的SYN报文段进行确认（ACK也为1）。（3）客户必须将确认号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认（ACK为1），该报文通知目的主机双方已完成连接建立。7.3TCP协议的主要作用7.3.1连接和断开2.关闭一个TCP连接TCP连接建立起来后，就可以在两个方向传送数据

5、流。当TCP的应用进程再没有数据需要发送时，就发关闭命令。TCP通过发送控制位FIN=1的数据片来关闭本方数据流，但还可以继续接收数据，直到对方关闭那个方向的数据流，连接就关闭。7.3TCP协议的主要作用7.3.2通信控制7.3TCP协议的主要作用7.3.3TCP协议的实际应用当IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客

6、户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。TCP协议提供的是面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、XWindows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。7.4UDP协议UDP(UserDatagramProtocol)是一个简单的面向数据报的传输层协议，进程的每个输出操作都正好产生一个UDP数据报，并组装成一份待发送的IP数据报。UDP不提供可靠性，它把应用程序传给IP层

7、的数据发送出去，但是并不保证它们能到达目的地。应用程序必须关心IP数据报的长度。如果它超过网络的MTU，那么就要对IP数据报进行分片。7.4UDP协议7.4.1UDP报文格式每个UDP报文成为一个用户数据报，分UDP报头和UDP数据区两部分。报头由四个16位长的字段组成，分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验和。UDP报文格式01631UDP源端口UDP目的端口UDP报文长度UDP校验和数据…7.4UDP协议7.4.2UDP的封装与协议的分层在TCP/IP协议层次结构模型中，UDP位于IP层之上。应用程序访问UDP层，然后使用IP层传送数据报。将U

8、DP层放在IP层之上，表示一个UDP报