传输层
传输层的原理
传输层的原理传输层是OSI（开放式系统互联）模型中的第四层，其主要任务是为应用层提供可靠、高效的数据传输服务。
它在网络层的IP报文的基础上，为两个主机之间的通信提供端到端的数据传输。
传输层的主要特点是有限制的端到端通信和可靠的数据传输。
限制的端到端通信意味着数据从源主机传输到目的主机，并在此过程中经过中间设备，而传输层要负责确保数据在源和目的地之间的正确传输。
可靠的数据传输意味着传输层在数据传输过程中要能够检测错误、重传丢失的数据、排除冗余等，以确保数据的准确性和完整性。
传输层的主要协议有传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP是一种面向连接的协议，它通过三次握手建立连接，并在传输过程中使用序列号、确认号等机制来保证数据的可靠传输。
UDP则是一种无连接的协议，它不需要建立连接，只是简单地将数据从一端发送到另一端。
UDP速度较快，但可靠性较低。
传输层的主要功能包括分段和重组、流量控制、差错检测与纠正、拥塞控制等。
分段和重组是传输层的基本功能之一。
当应用层的数据量超过网络层所能承载的最大限制时，传输层将数据分成较小的片段，并在接收端将这些片段重新组合为完整的数据。
这种分段和重组的功能能够提高数据传输的效率和可靠性。
流量控制是指传输层通过控制发送端的发送速度，来避免接收端因处理能力不足而无法接收数据的情况。
流量控制可以通过滑动窗口机制和确认号来实现。
滑动窗口机制允许发送方发送一定数量的数据，在接收方确认收到后，再发送新的数据。
确认号则用于告诉发送方接收到了哪些数据，以便发送方可以控制发送速度。
差错检测与纠正是传输层的重要功能之一。
在数据传输过程中，可能出现误码现象，即数据在传输过程中发生了变化。
传输层可以通过奇偶校验、循环冗余检验等方式来检测错误，并通过重传机制将出错的数据进行纠正。
拥塞控制是指传输层通过控制发送端的发送速度，来避免网络出现拥塞。
当网络中的流量过大时，可能会导致网络性能下降，甚至导致网络堵塞。
第6章 传输层教案(计算机网络)
第6章传输层教学目标：1、了解传输层的功能2、掌握TCP和UDP协议的工作原理3、理解TCP和UDP协议和上层通信机制教学重点：传输层的功能，TCP和UDP协议教学难点：TCP和UDP协议通信机制教学课时：4课时教学方法：讲解法、讨论法、演示法、练习法教学内容及过程：第6章传输层6.1内容简介传输层是OSI七层参考模型的第四层，它为上一层提供了端到端（end to end）的可靠的信息传递。
物理层使我们可以在各链路上透明地传送比特流。
数据链路层则增强了物理层所提供的服务，它使得相邻节点所构成的链路能够传送无差错的帧。
网络层又在数据链路层基础上，提供路由选择、网络互联功能。
而对于用户进程来说，我们希望得到的是端到端的服务，传输层就是建立应用间的端到端连接，并且为数据传输提供可靠或不可靠的链接服务。
6.2传输层简介一、传输层的定义传输层是OSI模型的第4层。
一般来说，OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理。
该层的主要任务用一句话表示就是“向用户提供可靠的端到端的服务，处理数据包的传输差错、数据包的次序、处理传输连接管理等传输方面的问题，以保证报文的正确传输”。
二、传输层功能⏹连接管理⏹流量控制⏹差错检测⏹对用户请求的响应⏹建立无连接或面向连接的通信→面向连接：会话建立、数据传输、会话拆除→无连接：不保证数据的有序到达6.3TCP协议传输层协议为TCP（transmission control ptotocol），因此传输层也被称为TCP层。
TCP 协议是面向连接的端到端的可靠的传输层协议。
它支持多种网络应用程序，对下层服务没有多少要求，同时假定下层只能提供不可靠的数据报服务，并可以在多种硬件构成的网络上运行。
一、TCP分段格式⏹序列号和确认号（32比特）⏹ 窗口（16比特） ⏹ 校验和（16比特） ⏹ 数据（可变大小） ⏹ 头长度（4比特） ⏹ 标志（6比特） ⏹ FIN （完成） ⏹ PSH （推） ⏹ RST （复位） ⏹ SYN （同步） ⏹ 紧急指针（16比特） ⏹ 选项（可变长度） 二、TCP 的连接建立和拆除 1、TCP 的连接建立2、TCP 的连接建立发送 SYN接收 SYN1发送 SYN接收 SYN 发送 SYN, ACK接收 SYN123、TCP 连接建立4、TCP 连接拆除发送 SYN接收 SYN 发送 SYN, ACK建立会话123接收 SYN三、TCP 可靠传输技术当TCP 的连接建立好后，为保证数据传输的可靠，TCP 协议要求对传输的数据都进行确认，为保证确认的正常进行，TCP 协议首先对每一个分段都作了32位的编号，称为序列号。
传输层的功能
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传输层的功能
于QoS的要求变得会特别强烈。需要可靠性的应用将利用这种传输层 协议，它提供了一条端到端的虚电路，利用流量控制，确认，以及 其他方式来保证数据的传送。这样的协议被称为面向连接的协议。 两个网络节点之间会话层或数据传输会话的建立，是传输层所提供 的可靠性的—个重要组成部分。
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传输层的功能
3. 校验和的提供 校验和是一个基于数据段，在字节的基础上计算出来的16位的 比特值。许多传输层提供了校验和来保证数据的完整性。传输层的 校验和提供了与CRC类似的功能。必须注意的是，CRC并不是一个 完美的机制，以保证数据在到达目的地的途中不发生崩溃。路由器 与交换机可以用来发现崩溃了的数据，重新计算CRC，并将崩溃了 的数据发送到应该送达的地方。由于CRC是在数据崩溃以后计算的， 接受方将无法获知数据曾经崩溃过。中间设备对传输层中的校验和 不做计算。因此，如果通路上发生数据崩溃，最后接收方的工作站 将检测出校验和错误并丢弃数据。校验和可应用于面向连接与无连 接协议的传输层之中。 4. 对数据的辨认 传输层必须能够通知接收方的计算机包含在报文中的数据类型。 这个信息保证了应用程序对数据的正确处理。 当一个计算机接受数据包时，数据从网络接口卡被接收，然后被发
注意：虚电路与人们常用的电话交谈相类似。其中，会话(数据 传送)只有在连接已经建立起来后才可以发生。呼叫者拨号，电话铃 响，然后有人回应。被呼叫者相应后，呼叫者表明自己的身份，被 呼叫者回应呼叫者，然后通话开始。
7. 面向无连接意味着不可靠性 并不是所有的应用程序都需要传输层来提供可靠的QoS。有一些 应用程序主要在局域网中，而不是在巨大的互联网中运行。而可靠 性，虽然很重要，却可以轻易地实现。在这些应用程序中，用来提 供高可靠性的开销与复杂的传输系统既不必要也不需要。这种情况 下，应用程序将使用一个无连接的传输层协议。因为从网络带宽与 处理的角度来说，它的开销较小。
传输层基本概念及内容
传输层基本概念及内容
传输层是OSI模型中的第四层，提供端到端的数据传输服务，以及数据的可靠传输和错误检测。
传输层主要包括以下内容：
1.端口号：传输层的通信需要使用端口号，用于标识不同的应用程序和服务。
2.传输协议：常见的传输协议包括TCP和UDP。
TCP提供可靠的传输服务，保证数据的正确性和完整性；UDP则提供不可靠的传输服务，但是速度更快，适用于实时性要求高的应用。
3.连接控制：对于TCP协议，需要通过三次握手建立连接，保证通信双方的联系。
UDP协议则没有连接的概念，每个数据包都是独立的单元。
4.流量控制：传输层需要对数据的发送速率进行控制，避免网络拥塞和性能下降。
5.错误检测与纠错：通过校验和、序列号、确认应答等机制，检测和纠正传输过程中可能出现的错误，保证数据的完整性和正确性。
6.多路复用：传输层可以对多个应用程序进行多路复用，将它们的数据传输合并到同一个连接中，提高网络的利用率和效率。
五层原理的传输单位
五层原理的传输单位
五层原理（也称为网络协议栈）是计算机网络中常用的分层结构，用于描述和规范数据在网络中的传输过程。
它包括以下五个层次：
1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，即将以0和1表示的数据通过物理媒介进行传输，如电缆、光纤等。
其传输单位为比特（Bit）。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责将比特流划分为数据帧（Frame），并通过物理层提供的通信通道进行传输。
其传输单位为帧（Frame）。
3. 网络层（Network Layer）：负责实现数据的路由和转发，为数据在网络中的传输提供路径选择和包转发等功能。
其传输单位为包（Packet）。
4. 传输层（Transport Layer）：负责提供端对端的数据传输服务，包括传输控制和差错检测等功能。
其传输单位为段（Segment）。
5. 应用层（Application Layer）：负责处理特定的网络应用，如文件传输、电子邮件等。
其传输单位为数据（Data）。
这五个层次组成了计算机网络的基本结构，每个层次都有不同的功能和责任，形成了一套完整的网络通信模型。
计算机网络传输层
计算机网络传输层计算机网络传输层是网络模型的第四层，负责在不同主机之间提供端到端的可靠数据传输服务。
它通过使用传输协议来确保数据能够从发送方传送到接收方。
本文将对计算机网络传输层的功能、特点以及常见的传输协议进行详细介绍。
1.分段和重组：传输层将从应用层接收到的数据进行分段，并在接收端将分段的数据重组为原始数据。
分段和重组的目的是将应用层数据适应网络传输的需求，同时确保数据的完整性。
2.连接管理：传输层通过连接管理机制来建立和维护端到端的连接。
通常有两种连接方式，一种是面向连接的可靠传输，另一种是无连接的不可靠传输。
面向连接的可靠传输使用可靠的传输协议来确保数据的可靠传输，而无连接的不可靠传输则没有建立、维护和释放连接的过程。
3.流量控制：传输层通过流量控制机制来控制数据的发送速率，以避免接收方无法处理过多的数据而导致的数据丢失。
流量控制使得发送方根据接收方的处理能力来调整数据的发送速率。
4.拥塞控制：传输层通过拥塞控制机制来控制网络中的数据传输量，以避免过多的数据拥塞导致网络性能下降。
拥塞控制使得发送方根据网络的拥塞程度来调整数据的发送速率。
5.错误检测和纠正：传输层使用错误检测和纠正机制来检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误。
常见的错误检测和纠正机制包括校验和、循环冗余检测码（CRC）和前向纠错码（FEC）等。
1.端到端传输：传输层提供端到端的数据传输服务，即数据从发送方经过所有中间设备传送到接收方。
传输层协议在源和目的主机之间建立连接，并将数据分段传输，然后在目的主机上将分段的数据重新组装为原始数据。
2.透明性：传输层对上层应用程序是透明的，即应用程序不需要关心传输层的具体实现细节。
传输层提供了一种通用的接口，使得应用程序可以通过该接口来传输数据，而无需关心底层的物理网络细节。
3.可靠性：传输层提供可靠的数据传输服务，即保证数据的完整性和可靠性。
通过使用确认和重传机制，传输层可以检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误，确保数据的正确传输。
计算机网络传输层
流量控制----滑动窗口控制
• 连续发送协议效率高，但要控制发送速度， 避免数据溢出。一般采用滑动窗口控制进 行流量控制。
• 各种连续发送协议使用的滑动窗口控制基 本类似，都是数据单元在发送端排队，在 队列上设置滑动窗口，在滑动窗口内的数 据单元可以发送，在滑动窗口外的数据单 元不能发送。
IP数据报的检验和字段。 • 通过检验和发现错误，则舍弃UDP整个数据报。
UDP协议（5）
• UDP的优点： 1. 发送前不建立连接，减少了开销和发送前
的时延； 2. 不使用拥塞控制，也不保证可靠交付，因
此主机不需要维持许多参数和状态表； 3. 首部只有8个字节，附加信息少； 4. 没有拥塞控制，不会因为拥塞降低数据发
• UDP不考虑拥塞控制问题，只以自己的速 度发送数据。
UDP协议（3）
• UDP不考虑拥塞控制问题，只以自己的速 度发送数据。
• 用户数据报UDP只有两个字段：数据字段 和首部字段。 其中首部只有8个字节。源IBiblioteka 地址12字节 目的IP地址
0 17 UDP长度
伪首部
源端口 目的端口 长度 检验和
首部
• 网络层和传输层的区别 1. 传输层为应用进程提供端到端的逻辑通信，
网络层为主机之间提供点到点的逻辑通信； 2. 传输层对报文数据进行差错检验，网络层
只对报文头进行差错检验； 3. 传输层提供面向连接的TCP服务和无连接
的UDP服务，网络层只能提供无连接的IP 数据报服务。
传输层概述
• 传输层向高层屏蔽了下面通信子网的细节，它建 立的逻辑通信使两个进程看见的就是在两个传输 实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
名词解释——运输层(传输层)
名词解释——运输层(传输层)运输层（传输层）是OSI参考模型中的第四层，主要功能是在网络上的两台主机之间建立逻辑连接，并将数据从一台主机传输到另一台主机。
它是负责传输数据包的一个重要协议层，也是网络应用层与网络互联层之间的桥梁。
运输层的主要功能有：传输控制服务，多路复用，流量控制，拥塞控制，连接管理，错误检测和纠正，拆分/合并报文等。
其中，传输控制服务是运输层最重要的功能，它主要负责在主机之间建立连接，保证报文的可靠传输，并且支持主机的多种服务质量。
多路复用是指在运输层使用一个端口号管理多个不同的传输连接，它可以实现在一个物理链路上同时传输多个传输连接。
多路复用主要有三种实现方式：端口号复用、IP地址复用和虚拟连接复用。
流量控制是指对网络上传输的数据流量进行控制，以避免网络中的拥塞，保证网络的稳定性。
常见的流量控制方法有基于套接字的流量控制、基于端口号的流量控制和基于IP地址的流量控制等。
拥塞控制是指在网络中通过限制网络上传输的数据包，以减少网络中的拥塞，保证网络的稳定性。
常见的拥塞控制方法有基于端口号的拥塞控制、基于IP地址的拥塞控制、基于TCP协议的拥塞控制和基于UDP协议的拥塞控制等。
连接管理是指在两台主机之间建立网络连接，并管理这些连接，以便实现数据传输。
连接管理主要包括连接状态管理、连接拆除管理和连接恢复管理等。
错误检测和纠正是指在网络中，运输层使用一定的技术来检测网络数据传输中的错误，并采取相应的措施来纠正错误。
常见的错误检测和纠正技术有CRC校验、纠错码、循环冗余校验等。
拆分/合并报文是指当报文过大时，运输层可以将报文拆分成若干小报文，然后分别传输，接收方收到后再进行报文合并；当报文过小时，运输层可以将若干小报文合并成一个报文，然后传输，接收方收到后再进行报文拆分。
运输层常见的协议有TCP、UDP、SCTP等，其中TCP是传输控制协议，它提供面向连接和可靠的传输服务，它主要负责主机之间的连接管理、流量控制、拥塞控制和错误检测和纠正等；UDP是用户数据报协议，它提供无连接的传输服务，它不提供可靠性服务，但是传输效率高；SCTP是流控制传输协议，它提供可靠的传输服务，主要用于多媒体传输。
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传输层，是两台计算机经过网络进行数据通信时，第一个端到端的层次，具有缓冲作用。
当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。
传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。
目录
1简介
2端口概念
3基本功能
4服务类型
5协议等级
6地位
1简介
传输层（Transport Layer）是OSI中最重要, 最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制
传输层
的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息。
传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.
有一个既存事实，即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网，局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,
数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的接口.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流，复用/解复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.此外传输层还要具备差错恢复，流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.
上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。
传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.[1]
2端口概念
传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。
在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。
网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。
计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者，其中的每个设备称为端点；通信子网提供网络中的通信服务，其中的设备称为结点。
OSI参考模型中用于通信控制的是下面四层，但它们的控制对象不一样。
3基本功能
传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务，基本功能如下
传输层
(1) 分割与重组数据
(2) 按端口号寻址
(3) 连接管理
(4) 差错控制和流量控制,纠错的功能
传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。
4服务类型
传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。
该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距，并向高层用户屏蔽通信子网的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。
路由器
服务类型
传输层提供的服务可分为传输连接服务和数据传输服务。
☆传输连接服务：通常，对会话层要求的每个传输连接，传输层都要在网络层上建立相应的连接。
☆数据传输服务：强调提供面向连接的可靠服务（很晚OSI才开始制定无连接服务的有关标准），并提供流量控制、差错控制和序列控制，以实现两个终端系统间传输的报文无差错、无丢失、无重复、无乱序。
5协议等级
运输层服务通过协议体现，因此运输层协议的等级与网络服务质量密切相关。
根据差错性质，网络服务按质量可分为以下三种类型：
☆A类服务：低差错率连接，即具有可接受的残留差错率和故障通知率
☆C类服务：高差错率连接，即具有不可接受的残留差错率和故障通知率
交换机
☆B类服务：介于A类服务与C类服务之间
差错率的接受与不可接受是取决于用户的。
因此，网络服务质量的划分是以用户要求为依据的。
OSI根据运输层的功能特点，定义了以下五种协议级别：
☆0级：简单连接。
只建立一个简单的端到端的传输连接，并可分段传输长报文。
☆1级：基本差错恢复级。
在网络连接断开、网络连接失败或收到一个未被认可的传输连接数据单元等基本差错时，具有恢复功能。
☆2级：多路复用。
允许多条传输共享同一网络连接，并具有相应的流量控制功能。
☆3级：差错恢复和多路复用。
是1级和2级协议的综合。
☆4级：差错检测、恢复和多路复用。
在3级协议的基础上增加了差错检测功能。
(3) 典型的传输层协议
☆SPX：顺序包交换协议，是Novell NetWare网络的传输层协议。
☆TCP：传输控制协议，是TCP/IP参考模型的传输层协议。
传输层的协议标准有以下几种.
ISO8072:称为"面向连接的传输服务定义".
ISO8072:称为"面向连接的传输协议规范
6地位
传输层在OSI中的地位和作用
传输层是整个协议层次结构的核心，是惟一负责总体数据传输和控制的一层。
在OSI七层模型中传输层是负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。
因为网络层不一定保证服务的可靠，而用户也不能直接对通信子网加以控制，因此在网络层之上，加一层即传输层以改善传输质量。
传输层利用网络层提供的服务，并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口，使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不可靠的数据传输方面的问题。
它的
主要功能是：对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务，在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用，在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。