计算机网络——TCP与UDP

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1、第10章TCP与UDP徐敬东张建忠南开大学计算机系xujd@nankai.edu.cnzhangjz@nankai.edu.cn本章主要内容端对端通信的概念TCP提供的服务内容TCP的流量控制和可靠性实现UDP的协议特点和提供的服务NAT工作原理实训内容：配置NAT服务问题的提出可靠性是我们追求的目标单机用户：应用程序依赖于底层系统的可靠性，系统保证数据传送到底层后不会丢失和重复网络用户：希望互联网能够提供迅速、准确、可靠的通信功能，保证不发生丢失、重复、错序等可靠性问题传输层：保证端对端数据传输的可靠性传输控制协议TCP用户数据报协议UDP点对点通信与端对端通信互联层：点对点通信传输层：

2、端对端通信端对端通信与虚拟通信平台TCP提供的服务TCP为其用户提供的服务面向连接的、可靠的（没有数据重复或丢失）、全双工的数据流传输服务TCP的通信过程建立连接（可靠地建立）发送数据关闭连接（优雅地关闭）TCP提供的服务特征面向连接（ConnectionOrientation）完全可靠性（CompleteReliability）全双工通信（FullDuplexCommunication）流接口（StreamInterface）连接的可靠建立与优雅关闭（ReliableConnectionStartup&GracefulConnectionShutdown）TCP的可靠性实现必要性TCP建

3、立在IP协议提供的面向非连接、不可靠的数据报投递服务基础之上TCP需要解决的可靠性问题丢失数据的恢复问题可靠建立与关闭连接问题数据丢失与重发数据丢失的解决方案：重发TCP重发机制需要解决的主要问题重发之前应该等待多长时间?互联网上的传输延迟不固定解决方案：自适应根据互联网当时的通信状况，计算合适的数据重发时间（如Karn算法等）计算往返时间RTT利用获得的多个RTT和统计学原理计重发时间TCP连接的可靠建立-3次握手法TCP连接的优雅关闭目的：保证关闭连接之前所有数据都可靠地到达了目的地方法：三次握手法TCP连接的双方都可以发起关闭连接操作TCP的流量控制TCP使用窗口机制进行流量控制什么

4、是窗口？连接建立时，各端分配一块缓冲区用来存储接收的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸剩余缓冲区空间的数量叫做窗口TCP的流量过程TCP端口TCP端口：一个TCP连接两端的端点TCP端口的表示：16位的二进制数利用TCP端口可以提供多路复用功能著名的TCP端口号用户数据报协议UDPUDP提供的服务面向非连接的、不可靠的传输服务UDP的特点面向非连接，数据直接封装在IP数据报中投递不确认，不排序运行效率高，实现简单利用UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作UDP的端口UDP使用端口对给定主机上的多个目标进行区分UDP端口使用16位二进制数表

5、示TCP和UDP各自拥有自己的端口号著名的UDP端口号网络地址转换NATNAT是为解决现阶段IP地址短缺问题而设计的NAT可以使多个内部网用户利用一个或很少几个合法IP地址访问外部网络与子网与无类别IP编址的比较IP地址短缺的长远解决方案：重新设计和启用新的IP地址方案，如IPv6地址为128位IP地址短缺NAT的主要技术类型静态NAT动态NAT网络地址端口转换NAPT最常用的NAT类型静态NAT动态NAT网络地址端口转换NAPT实训使用的网络结构示意图NAT服务器的配置NAT服务器的配置测试配置的NAT—访问外部网站测试配置的NAT—观察网络地址映射表