第6章 传输层协议及分析

端口用一个 16 bit 端口号进行标志。 端口号只具有本地意义，即端口号只是为了 标志本计算机应用层中的各进程。在因特网 中不同计算机的相同端口号是没有联系的。
2013-7-15
11
两类端口


一类是熟知端口，其数值一般为 0~1023，保留给 诸如HTTP（80）、FTP（21）等熟知协议的。当 一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟 知端口。 另一类则是一般端口，用来随时分配给请求通信 的客户进程。
网络接口层 以太帧头 IPH TCPH Ethernet
2013-7-15
以太帧
帧头 目的地址 源地址
包类型
包数 据
CRC校验
17
TCP的报文传送

TCP数据报的格式
比特 0
32 bit
8 源 端 口 序 号 16 24 目 的 端 口 20 字节的 固定首部 窗 口 紧 急 指 针 （长 度 可 变） 填 充 31
8
2013-7-15
端口的概念


端口就是运输层服务访问点 TSAP。 端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数 据通过端口向下交付给传输层，以及让传输层知道应 当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应用层相 应的进程。 从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程。
2013-7-15
9
端口在进程之间的通信中所起的作用
2013-7-15
16

TCP的数据传送过程

TCP是一种面向数据流的协议，操作过程分为三个阶段： 建立TCP连接、传送数据和结束TCP连接。
数据
FTPH TCPH IPH TCPH FTPH FTPH FTPH
用户数据 应用层 传Байду номын сангаас层 网络层
用户数据 用户报文 TCP数据报 IP数据报
数据 数据 数据 数据
3
2 1
主机 A
主机 B 路由器 1 LAN1 WAN IP 协议的作用范围 传输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围 路由器 2 LAN2
AP1 AP2
AP3
AP4
2013-7-15
7
应用进程之间的通信



两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应 用进程互相通信。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 传输层的一个很重要的功能就是复用和分用。 应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交 到传输层，再往下就共用网络层提供的服务。 传输层提供应用进程间的逻辑通信，这里“逻 辑通信”的意思是：传输层之间的通信好像是 沿水平方向传送数据。但事实上这两个传输层 之间并没有一条水平方向的物理连接。
紧 急 指 针
填 充
复位比特 RST (ReSeT) —— 当 RST 1 时，表明 TCP 连接中 出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接， 然后再重新建立运输连接。
2013-7-15 29
3.5 面向连接的传输 : TCP—报文格式
32 bit
比特 0 8 16 24 31
第六章 传输层协议及分析
2013-7-15
1
重点和难点

重点

传输层的功能 TCP协议和UDP协议 TCP协议的理解

难点

2013-7-15
2

OSI体系结构中的传输层

Internet体系中的传输层
2013-7-15
3
6.1 OSI体系结构中的传输层
传输层位于开放系统互连模型中的第四层。 是衔接由物理层、数据链路层及网路层构成的 通信子网和包含会话层、表示层及应用层的资 源子网的桥梁，起到承上启下的作用。 • 传输层对高层用户起到了屏蔽作用，使高层用 户的同等实体在交互过程中不会受到下层数据 通信技术细节的影响。

2013-7-15
4
传输层与其上下层之间的关系的 OSI表示法
主机 A 传输服务用户 （应用层实体） 传输层服务访问点 TSAP 传输实体 应用层 主机 B 传输服务用户 （应用层实体） 层接口 传输协议
传输实体
传输层 层接口
网络层服务访问点 NSAP
网络层 （或网际层）
2013-7-15
5
6.1 OSI体系结构中的传输层
目 的 端 口
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
窗 口
检 验 和
选 项 （长 度 可 变）
紧 急 指 针
填 充
推送比特 PSH (PuSH) —— 接收 TCP 收到推送比特置 1 的报 文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都 填满了后再向上交付。
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
源端口和目的端口字段——各占 2 字节。端口是运输层与应 用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能 实现。
2013-7-15
19 19

TCP数据报的格式
32 bit
比特 0 8 源 端 口 序 号 TCP 首部 确 认 号 窗 口 紧 急 指 针 （长 度 可 变） 填 充 16 24 目 的 端 口 31
2013-7-15
14
传输层向上提供可靠的和不可靠 的逻辑通信信道
应 用 层 发 送 进 程

数据
接 收 进 程

数据
发 送 进 程

数据
接 收 进 程

？
数据
传 输 层
全双工可靠信道 不可靠信道 使用 TCP 协议 使用 UDP 协议
2013-7-15
15
6.2.1 TCP协议

TCP的主要功能 完成对数据报的确认、流量控制和网络拥塞的 处理。 数据报自动检测、提供错误自动重发功能。 将多条路径传送的数据报按照原序排列，并对 重复数据进行择取。 控制超时重发、自动调整超时值。 提供自动恢复丢失数据的功能
源 端 口
序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 认 号
目 的 端 口
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
窗 口
检 验 和
选 项 （长 度 可 变）
紧 急 指 针
填 充
同步比特 SYN —— 同步比特 SYN 置为 1，就表示这是一个 连接请求或连接接受报文。
首部 长度
保 留 检 验 和 选 项
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
序号字段——占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一 个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发 送的数据的第一个字节在整个报文字节流中的序号。
2013-7-15
20 20

2013-7-15 30
3.5 面向连接的传输 : TCP—报文格式
32 bit
比特 0 8 16 24 31
源 端 口
序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 认 号
目 的 端 口
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
2013-7-15
21 21
TCP的数据编号与确认



TCP 协议是面向字节的。TCP 将所要传送的报文看成 是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序 号。 在连接建立时，双方要商定初始序号。TCP 每次发送 的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的 数据部分的第一个字节的序号。 TCP 的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。 接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加 1。 因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一 个数据字节的序号。
2013-7-15 28
3.5 面向连接的传输 : TCP—报文格式
32 bit
比特 0 8 16 24 31
源 端 口
序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 认 号
目 的 端 口
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
窗 口
检 验 和
选 项 （长 度 可 变）
2013-7-15
12
插口(socket)


TCP 使用“连接”(而不仅仅是“端口”)作为最基 本 的 抽 象 ， 同 时 将 TCP 连 接 的 端 点 称 为 插 口 (socket)，或套接字、套接口。 插口和端口、IP 地址的关系是：
IP 地址
131.6.23.13
端口号
1500
插口(socket)
源 端 口
序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 认 号
目 的 端 口
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
窗 口
检 验 和
选 项 （长 度 可 变）
紧 急 指 针
填 充
保留字段——占 6 bit，保留为今后使用，但目前应置为 0。
2013-7-15
25
3.5 面向连接的传输 : TCP—报文格式
TCP 首部
确 首部 长度 保 留 检 验 和 选 项
认
号
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
2013-7-15
18 18

TCP数据报的格式
32 bit
比特 0 8 源 端 口 序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 检 验 和 选 项 （长 度 可 变） 认 号 窗 口 紧 急 指 针 填 充 16 24 目 的 端 口 31
32 bit
比特 0 8 16 24 31
源 端 口
序 号 TCP 首部 确 首部 长度 保 留 认 号