Ch11 传输层协议

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1、第十一章传输层协议：TCP和UDP功能传输层的目的是在网络层或互联网层提供主机通信服务的基础上，向主机的应用进程之间的提供可靠（如果需要的话）的数据通信。端口Internet传输层与互联网层功能上的最大区别是前者提供进应用程通信能力，后者只提供主机通信功能。为了提供应用进程通信功能，TCP/IP协议提出了端口(port)的概念，用于标识通信的应用进程。Internet端口号分配保留端口在Internet中，每一个标准的服务器都拥有一个众所周知的端口。Internet规定，小于256的端口号被用作保留端口。自由端口自由端口以本地方式进行分配。当某应用进程要与

2、远地进程通信时，首先申请一个自由端口号并与之进行绑定，然后通过该端口与远地进程进行通信。TCP和UDP协议的保留端口传输层协议的常用特性保证消息的传输在传输过程中保持消息的顺序最多只传输消息的一份拷贝支持任意长度消息的传输支持发送方与接收方之间的同步允许接收方对发送方进行流量控制支持每个主机上的多个应用进程（多用户操作系统环境）IP网络提供的服务缺陷尽力投递服务（best-effortdeliveryservice）丢失报文对报文进行重排序限制报文的大小报文在网络上可以被延迟任意长时间UDP协议不可靠的数据报（datagram）服务支持多路复用不提供流量控

3、制接收端点通过端口来标识每个标准的UDP服务器都有众所周知的端口号Unix的/etc/servicesUDP报文格式UDP校验和UDP校验和覆盖范围伪头部+UDP头部+UDP数据目的验证UDP数据报是否传送到正确的目的端伪头部源IP地址+目的IP地址+协议+UDP长度UDP伪头部（?）UDP多路复用TCP协议面向连接字节流全双工流量控制保证发送方不要“淹没”接收方拥塞控制保证发送方不要“淹没”网络数据链路层与传输层可能与多个不同的主机建立连接需要显式的连接建立和删除过程可能有不同RTT值需要具有适应性的超时机制网络可能引起的很长的延迟需要处理重复报文的问题

4、接收主机可能有不同的处理能力需要处理主机的流量控制问题网络可能有不同的处理能力需要处理网络的拥塞问题TCP连接端点TCP连接端点TCP把端点定义为一对整数，即(host，port)，其中host是主机的IP地址，而port则是该主机上的TCP端口号。TCP连接国防科大的一台IP地址为172.26.1.180的主机与清华大学的一台地址为202.192.1.12的主机之间建立连接的话，它可能会由端点定义成：（172.26.1.180，1234）和（202.192.1.12，25）字节流TCP报文格式字段含义（1）(1)源端口和目的端口各2个字节，表示源和目的端

5、口号。(2)发送序号4字节，指出报文中数据在发送方的数据流中的位置（以字节编号）。(3)确认序号4字节，指接收方希望下一次接收的字节序号。(4)TCP头长4比特，指出以32比特为单位的报文头部长度。该域是针对变长的“选项”域设计的。字段含义（2）(5)紧急标志位URG(URGent)当URG=1时，表明此报文是紧急数据，应尽快传送出去。(6)确认标志位ACK只有当ACK=1时确认序号字段才有意义。当ACK=0时，确认序号没有意义。(7)急迫标志位PSH(PuSH)当PSH=1时，请求接收方TCP协议将该报文立即交给应用程序。字段含义（3）(8)重建标志位R

6、ST(ReSeT)当RST=1时，表明出现严重差错，必须释放连接，然后重新建立连接。(9)同步标志位SYN，当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个建立连接请求报文，若对方同意建立该连接，则应在发回的报文中使将SYN和ACK标志位同时置1。(10)终止标志位FIN(FINal)当FIN＝1时，表明数据已经发送完毕，并请求释放连接。字段含义（4）(11)窗口2字节。该字段实际上是接收方告诉发送方它的接收窗口大小，其单位为字节。窗口字段主要是用于流量控制和拥塞控制。(12)校验和2字节。校验和字段检验的范围包括TCP报文的头部和数据区这两部分。(13)可选项长

7、度可变。TCP只规定了一种选项，即最长报文段MSS(MaximumSegmentSize)。TCP连接建立TCP连接删除TCP协议有限状态机TCP协议采取的可靠性措施连接建立和删除三次握手确认和重传字节确认适应性超时机制流量控制通告窗口拥塞控制拥塞窗口确认和重传字节确认（累计确认）由于TCP协议使用可变长度的报文段发送数据，TCP协议的确认是针对数据流中的字节序列，而不是报文段的。接收方确认已收到的最长的、连续的字节计数，TCP报文的每个确认域指出下一个希望接收的字节。优点确认丢失也不一定导致发送方重传；缺点发送方不能获得所有成功传送的报文段的确认信息。超

8、时和重传（1）TCP软件必须适应两个方面的巨大差异：一是到达各个不