第7章 传输层协议——TCP与UDP.ppt

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1、第7章传输层协议——TCP与UDP任课教师卢豫开传输层协议——TCP与UDP传输层提供了面向连接的传输控制协议（TransmissionControlProtocol,TCP）和无连接的用户数据报协议（UserDatagramProtocol,UDP），将任意数据通过网络从发送方传输到接收方。TCP提供可靠的、可控的传输服务；UDP提供的服务轻便但不可靠。第7章传输层协议——TCP与UDP学习要点TCP协议TCP段格式（重点）TCP连接（重点）TCP可靠性（重点）UDP协议UDP数据报格式7.1传输层协议概述（P138）传输层介于网络层与应用层之间。TCP和UDP协议位于传输层，在TCP

2、/IP协议栈中的位置如图：传输层协议概述传输层协议的基本功能：创建进程到进程的通信。进程之间通过传输层进行通信。提供控制机制，如流量控制（FlowControl）、差错控制。定义端到端用户之间的流量控制。提供连接机制。在数据传输开始，通信双方需要建立连接；在传输过程中，双方需要继续通过协议进行通信，并验证数据是否被正确接收；数据传输完成后，任一方可以关闭连接。7.1.1TCP协议（P139）1.TCP协议的特性面向连接。它向应用程序提供面向连接的服务，两个需要通过TCP进行数据传输的进程之间首先必须建立一个TCP连接，并且在数据传输完成后释放连接。全双工。只要建立了TCP连接，就能在两个进

3、程之间进行双向的数据传输服务，但是这种传输只是端到端的传输，不支持广播和多播。可靠。TCP提供流量控制，解决了接收方不能及时处理数据的问题；提供拥塞控制，解决因网络拥堵带来的数据丢失问题；提供差错控制解决数据被破坏、重复、失序和丢失的问题，从而保证数据传输的可靠性。RFC793“TRANSMISSIONCONTROLPROTOCOLDARPAINTERNETPROGRAMPROTOCOLSPECIFICATION”是TCP协议的正式规范文件。TCP协议基于字节流。提供面向字节流的服务，两个建立了TCP连接的应用进程之间交换的是字节流。发送进程以字节流形式发送数据，接收进程也把数据作为字节流

4、来接收。在传输层上数据被当做没有信息的字节序列来对待。2.TCP协议的功能TCP安全、稳定，但是效率不高，占用资源较多。TCP的作用是在计算机之间可靠地传输数据。目前大多数Internet信息交付服务都使用TCP协议，这样便于开发人员专注于服务本身，而不是处理可靠性和数据交付问题。7.1.2UDP协议（P139）RFC768“UserDatagramProtocol”是UDP协议的正式规范文件。1.UDP协议的特性传输数据之前通信双方不需要建立连接，发出的每一个UDP数据报都是独立的，携带了目的地址，可选择不同的路径到达。不需要建立连接，因此不存在连接建立的时延。传输数据不需要维护连接状态

5、，包括收发状态等，这样一台服务器可同时向多个客户端传输相同的数据，可以多播。UDP数据报首部很短，只有8字节，相对于TCP的20字节首部的开销要小很多。吞吐量不受流量控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、信源和信宿主机性能的限制。2.UDP协议的功能只需要简单数据交换的应用，例如DNS服务，它不需要复杂的可靠性保证机制，这样，利用UDP来传输数据既可以节省系统开销又提高了网络的传输效率。不需要关心数据的差错控制和流量控制的应用。实时性要求较高但可承受一定的数据错误的应用，如实时语音传输、视频通信等。实现一对多数据发送的应用，例如广播和多播。UDP的可靠性由用户的应用程序来决

6、定。TCP与UDP的区别（P140）TCPUDP面向连接无连接可靠性高效率高一次传输大量报文一次传输少量报文复杂简单7.1.3进程之间的通信（P140）进程之间通信与主机之间通信1.进程标识为保证数据能够正确地到达指定的目的进程，必须显式地给出全局惟一的目的进程标识符要全局惟一地标识一个进程，必须采用一个三元组（协议，主机地址，端口号）两个进程之间的关联用一个五元组（协议，本地主机地址，远程主机地址，本地端口号，远程端口号）进程之间的通信2.端口号端口号是16位（bit）的标识符，因此取值范围是0～65535端口分配有两种方式，一种是全局端口分配，采用集中控制方式，由权威管理机构针对特定应

7、用程序统一分配；另一种是本地端口分配，由本地操作系统根据请求动态分配。通常小于1024的端口号用作公认(wellknown)端口号，按全局方式分配，又称为注册端口或保留端口。服务器必须使用公认端口号。1024--65535端口范围称为自由端口或动态端口，以本地方式分配，可以临时申请使用。客户端一般采用临时端口号。进程之间的通信3.套接字（Socket）将传输层协议（TCP/UDP）、目的IP地址和端口号3个参数结合起来称