计算机网络-传输层

5.1 基本概念

只有主机才有的层次

1. 传输层提供进程和进程之间的逻辑通信

2. 复用（应用层所有的应用进程都可以通过传输层再传输到网络层）和分用（传输层从网络层收到数据后交付指明的应用进程）

3. 传输层对收到的报文进行差错检测

传输层的两个协议

1. TCP（面向连接的传输控制协议）：可靠，面向连接，时延大，不提供广播/多播服务，适用于大文件

2. UDP（无连接的用户数据报协议UDP）：不可靠，无连接，时延小，适用于小文件

传输层的寻址与端口

端口是传输层的SAP，标识主机中的应用进程，分为逻辑端口/软件端口

 

 

 

 

 

 

 

5.2 UDP协议

1. 无连接，减少时延

2. 不保证可靠交付

3. 面向报文

4. 无拥塞控制

5. UDP首部8B

UDP报文格式

 

 

 

 

 

UDP校验

 

 

 

 

接收端的校验码（求和取反）和发送端的校验码（全零）不同，所以若无差错，则接收端再次求和相当于总的结果+总的结果取反=全1

 

5.3 TCP协议

TCP协议的特点

1. TCP是面向连接（虚连接）的传输层协议；点对点，且只有两个端点

2. 每一条TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达

3. TCP提供全双工通信：发送缓存（准备发送&已发送但未收到确认的数据）和接收缓存（按序到达但未被接受应用程序读取的数据）&不按序到达的数据

4. TCP面向字节流：TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流

 

TCP报文段首部格式

• 序号：在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号，本字段表示本报文段所发送数据的第一个字节的序号

• 确认号：期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。若确认号为N，则证明到序号N-1为止的所有数据都已正确收到

• 数据偏移（首部长度）：TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远，以4B为单位

• 六个位：

  • 紧急位URG：URG=1时，标明此报文段中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送，配合紧急指针字段使用

  • 确认位ACK：ACK=1时确认号有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1

  • 推送位PSH：PSH=1时，接收方尽快交付接收应用进程，不再等到缓存填满再向上交付

  • 复位RST：RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立传输连接

  • 同步位（SYN）：SYN=1时，表明是一个连接请求/连接接受报文

  • 终止位（FIN）：FIN=1时，表明此报文段发送方数据已发完，要求释放连接

• 窗口（接收窗口）：指的是发送本报文段的一方的接收窗口，即现在允许对方发送的数据量

• 检验和：检验首部+数据，检验时要加上12B伪首部，第四个字段为6

• 紧急指针：URG=1时才有意义，指出本报文段中紧急数据的字节数

• 选项：最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认

 

TCP连接管理

TCP的连接建立（三次握手）

 

 

TCP的连接释放（四次握手）

TCP的可靠传输

 

 

返回确认报文段之前，TCP缓存仍保留原报文段

 

 

累计确认，确保每个报文段都接收到

确认重传不分家，TCP的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段；TCP采用自适应算法，动态改变重传时间RTTs（加权平均往返时间）

快速重传方法（冗余ACK/确认法）

 

 

TCP流量控制

 

 

通过B对A的发送窗口进行设置来控制流量（动态滑动窗口机制）；发送方的发送窗口取决于接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值

 

TCP拥塞控制

相对于流量控制具有全局性

慢开始和拥塞避免

 

 

快重传和快恢复