第五章 运输层作业
第五章运输层
TCP 与 UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作 运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数 据报。
课件制作人：邓小鸿
5.2 用户数据报协议 UDP
5.2.1 UDP 概述
UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加 了很少一点的功能，即端口的功能和 差错检测的功能。
虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠 的交付，但 UDP 在某些方面有其特殊 的优点。
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UDP 的主要特点
计算机网络（第 5 版）
第 5 章 运输层
课件制作人：邓小鸿
第 5 章 运输层
5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信 5.1.2 运输层的两个主要协议 5.1.3 运输层的端口
5.2 用户数据报协议 UDP 5.2.1 UDP 概述 5.2.2 UDP 的首部格式
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第 5 章 运输层（续）
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面向报文的 UDP
发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添 加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交 下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留 这些报文的边界。
应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发 送，即一次发送一个报文。
接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据 报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应 用进程，一次交付一个完整的报文。
5.3 传输控制协议 TCP 概述 5.3.1 TCP 最主要的特点 5.3.2 TCP 的连接
作业的参考答案
《计算机网络技术》课程作业参考答案第五章运输层5.1 试说明运输层在协议栈中的地位和作用。
运输层的通信和网络层的通信有什么重要的区别？为什么运输层是必不可少的？答案：（1）运输层是ＯＳＩ七层模型中最重要最关键的一层，是唯一负责总体数据传输和控制的一层。
运输层要达到两个主要目的：第一提供可靠的端到端的通信；第二，向会话层提供独立于网络的运输服务。
在讨论为实现这两个目标所应具有的功能之前，先考察一下运输层所处的地位。
首先，运输层之上的会话层、表示层及应用层均不包含任何数据传输的功能，而网络层又不一定需要保证发送站的数据可靠地送至目的站；其次，会话层不必考虑实际网络的结构、属性、连接方式等实现的细节。
根据运输层在七层模型中的目的和地位，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利用复用；在单一连接上进行端到端的序号及流量控制；进行端到端的差错控制及恢复；提供运输层的其它服务等。
运输层反映并扩展了网络层子系统的服务功能，并通过运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的问题。
（2）运输层提供应用进程间的逻辑通信，也就是说，运输层之间的通信并不是真正在两个运输层之间直接传送数据。
运输层向应用层屏蔽了下面网络的细节（如网络拓扑、所采用的路由选择协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
（3）运输层的最终目标是为用户提供有效、可靠和价格合理的服务。
在一个系统中，运输实体通过网络服务与其它运输实体通信，向运输层用户（可以是应用进程，也可以是会话层协议）提供运输服务。
运输层的服务包括的内容有：服务的类型、服务的等级、数据运输、用户接口、连接管理、快速数据运输、状态报告、安全保密等。
因此，运输层是必不可少的。
第五章 运输层及答案
第5章运输层一选择题1、在建立TCP连接过程中，出现错误连接时，______标志字段置“1”。
A．SYN B．RST C．FIN D．ACK2、TCP序号单位是______。
A．字节 B.报文 C.比特 D.以上都不是3、下图中主机A和主机B通过三次握手建立TCP连接，图（2）处的数字是______。
A．100 B．101C．300 D．3014、TCP使用的流量控制协议是______。
A．固定大小的滑动窗口协议B．可变大小的滑动窗口协议C．后退N帧ARQ协议D．停等协议5、TCP是互联网中的重要协议，为什么TCP要使用三次握手建立连接?______。
A．连接双方都要提出自己的连接请求并且回答对方的连接请求B．为了防止建立重复的连接C．三次握手可以防止建立单边的连接D．防止出现网络崩溃而丢失数据6、下面的应用层协议中通过UDP传送的是______。
A．SMTP B．TFTP C．POP3 D．HTTP7、下面______不是UDP用户数据报首部的一部分？A.序号B.源端口地址C.检验和D.目的端口号8、在OSI 模型中，提供端到端传输功能的层次是______。
A.物理层B.数据链路层C.传输层D.应用层9、TCP 的主要功能是______。
A.进行数据分组B.保证可靠传输C.确定数据传输路径D.提高传输速度10、应用层的各种进程通过______实现与传输实体的交互。
A.程序B.端口C.进程D.调用11、传输层上实现不可靠传输的协议是______。
A．TCP B.UDP C.IP D.ARP12、传输层与应用层的接口上所设置的端口是一个多少位的地址______。
A.8位B.16位C.32位D.64位13、以下端口为熟知端口的是______。
A.8080B.4000C.21D.25614、UDP中伪首部的传递方向______。
A.向下传递B.向上传递C.既不向下也不向上传递D.上下两个方向都传递15、欲传输一个短报文，TCP和UDP哪个更快______。
运输层
当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻 辑通信信道是一条不可靠信道。
5.1.2 运输层的两个主要协议
TCP/IP 的运输层有两个不同的协议： (1) 用户数据报协议 UDP
TCP/IP体系结构
链路层（对象：局域网）
实现了邻居间通信 传数据帧 不是可靠传输
1
2
A 1B
C 3D
E
2 3
D只接受
校验正确的数据包
网络层（对象Internet，IP协议）
（1）网 络层实 现了计 算机跨 网传输 （2）尽 力投递
主机
路由器
H1
1 网络
网络 1
网络
1
网络
网络
主机 H2
传输层功能二
(User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP
(Transmission Control Protocol)
TCP 与 UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作 运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)
“运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻 辑通信”的意思是：运输层之间的通信好像是 沿水平方向传送数据。但事实上这两个运输层 之间并没有一条水平方向的物理连接。
运输层协议和网络层协议 的主要区别
应用进程
…
应用进程
…
因特网
IP 协议的作用范围 （提供主机之间的逻辑通信）
计算机网络 谢希仁 第五章习题解答
计算机网络谢希仁第五章：运输层1、试说明运输层在协议栈中的作用？运输层的通信和网络层的通信有什么重要的区别？为什么运输层是必不可少的？答：（1）首先，从通信和信息处理的角度来看，运输层向它上面的应用层提供通信服务，并为高层用户屏蔽了下层通信通信子网的细节。
其次，运输层的另一个重要功能就是复用和分用功能。
第三，运输层对传输的报文提供了差错检测机制。
第四，根据应用的不同，运输层还采用不同的运输层协议提供不同的服务。
（2）网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，如下图所示：（3）虽然无连接的运输服务和无连接的网络服务十分相似，但是运输层依然有它存在的必要性，因为：事实上，网络层是通信子网的一个组成部分，假设网络服务质量不可靠，频繁地丢失分组，网络层系统崩溃或不停的发出网络重置，这将发生什么情况呢？因为用户不能对通信子网加以控制，所以无法采用更好的通信处理机来解决网络层服务质量低劣的问题，更不可能通过改进数据链路层纠错能力来改善低层的条件。
因此，解决这一问题的唯一可行的办法就是在网络层的上面增加一层，即运输层。
运输层的存在使得运输服务比网络服务更可靠，分组的丢失、残缺，甚至网络重置都可以被运输层检测到，并采用相应的补救措施，而且由于运输服务独立于网络服务，故可以采用一个标准的原语集提供运输服务。
2、网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？答：如果下层的网络十分可靠，例如提供虚电路服务，那么用于完成数据传输的运输层协议就不需要做太多的工作。
当网络层仅使用提供不可靠的数据报服务时，运输层就需要使用一些复杂的协议，以便能够提供更优质的服务。
3、当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向连接的？答：在网络层IP提供的是无连接的服务，但是在运输层TCP提供的服务是面向连接的。
但是最终，该应用程序使用的还是面向连接的传输服务。
4、试用画图解释运输层的复用。
第五章 运输层
4 目的 IP 地址
11 2 0 17 UDP长度
字节
12
2
2
2
伪首部 源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报
发送在前 首部
首部
数据
数据 IP 数据报
UDP
UDP (User Datagram Protocol)的特点是：
不可靠 (Unreliable) 无连接 (Connectionless) 不保证按顺序接收 不提供流量控制 不提供拥塞控制
源端口
目的端口
序号
确认号
保留
U AP RSF R CS SY I G KH T NN
检验和
窗口 紧急指针
选 项 （长 度 可 变）
填充
20 字节
固定
首部
紧急比特 URG —— 当 URG 1 时，表明紧急指 针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据， 应尽快传送(相当于高优先级的数据)。
比特 0
出队列
入队列
UDP 端口 69
UDP 用户数据报
5.3.2 UDP 用户数据报的 首部格式
字节
4 源 IP 地址
4 目的 IP 地址
11 2 0 17 UDP长度
字节
12
2
2
2
伪首部 源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报 首 部
发送在前 首部
数据
数据 IP 数据报
用户数据报 UDP 有两个字段：数据字段和首部 字段。首部字段有 8 个字节，由 4 个字段组成， 每个字段都是两个字节。
TCP (Transmission Control Protocol)
运输作业规程
《运输作业规程》运输管理单项矿井名称：修编时间：第一章运输系统概况我矿井下运料平巷及材料下山轨道总计全长约2400m，其中运输平巷长约800m，材料下山长约1600m；井下大巷运输采用三部无极绳绞车双轨为主，调度绞车为辅将物料运至工作面材料堆放点，物料为1吨固定矿车装运，道轨型号为15Kg/m，无极车型号为JW —950/48—22，电机功率为22KW。
（附：运升运输系统图）副井提升系统为斜井双钩串车提升，担负全矿井的材料、设备提升任务。
提升装置为2JTP-1.6型提升机，配套电动机型号为JR125-8，功率95 kW。
滚筒直径为1.6m，宽度0.9m，最大提升速度为2.0m/s。
提升距离为126米，井筒倾角22 o。
提升钢丝绳结构为6×19+NF，公称直径为24.5mm。
提升方式为双钩串车，一次提升2辆车，每辆矿车载重量1.5t。
第二章小绞车技术特征及安装一、技术特征我矿井下采掘工作面先主要使用JD一1型调度绞车，其具备防爆性能，操作安全简便，固定方法简单。
绞车型号牵引力电机功率绳速及拉力绳径容绳量JD一1型10KN 11.4kw 0.73～1.03m／s 12.5㎜400 m二、安装要求：1、安装小绞车的巷道，工程质量应达到优良品。
2、安装小绞车必须使用混泥土基础稳固。
混凝土基础严格按绞车厂家提供的基础尺寸浇注；基础预埋地脚螺栓应垂直于机座，下部必须有勾形，地脚螺栓直径应以小于绞车机座固定眼直径2mm为标准尺寸，杆体埋入深度与混凝土基础厚度相差不得超过50mm；如巷道底板为软岩或煤层时，还必须在混凝土基础坑内打锚杆进行锚固。
3、绞车外缘至支护或碹墙之间最凸出部的最小距离不得小于0.4米，至轨道外沿距离不得小于0.5米。
4、稳固绞车的地锚或地脚螺栓露出部分应能拧双帽，拧紧后螺栓头露出螺母1-3个螺距；绞车各部所加防松垫圈的规格、数量符合要求。
5、井下各采区上下山的绞车全部采用砼固方式，进硐室的绞车，当车辆运行方向与滚筒钢丝绳牵引方向不一致时,在硐室外适当位置安装别绳轮或改向轮，绞车安装有上下固定的护绳板。
计算机网络第5章运输层试题
第五章单元练习1.下列应用层协议中，在运输层选用UDP协议传输信息的是（）。
A、TFTPB、SMTPC、FTPD、HTTP2.运输层的套接字socket由（）和（）组成，后者用于标识应用进程。
3.UDP的首部只有（）字节，TCP的首部最短是（）字节。
4.端口的作用是什么？为什么端口要划分为三种？（5-9）答：端口的作用是对TCP/IP体系下的应用进程进行统一的标识，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
●熟知端口，数值一般为0~1023，标记常规的服务进程；●登记端口号，数值为1024~49151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程；●短暂端口号，数值为49152~655355.一个UDP用户数据报的数据字段为8192字节。
在数据链路层要使用以太网来传送。
试问应当划分为几个IP数据报片？说明每一个IP数据报字段长度和片偏移字段的值。
（5-13）答：IP数据报总长度 = 20+8+8192 = 8220 byte，以太网MTU = 1500 byte，因此，可以划分为6个IP数据报片，数据字段的长度：前5个是1480字节，最后一个是820字节。
片偏移字段的值分别是：0(0)，185(1480)，370(2960)，555(4440)，740(5920)和925(7400).6.一个UDP用户数据报的首部的十六进制表示是：06 30 00 35 00 1E E2 17。
试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。
这个用户数据报是从客户发送给服务器，还是从服务器发送非客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？（5-14）答：源端口1584、目的端口53、用户数据报的总长度30字节、数据部分长度22字节，从客户发送给服务器，服务器程序是DNS 服务程序。
7.一个TCP报文段的数据部分最多为多少个字节？为什么？如果用户要传送的数据的字节长度超过TCP报文字段中的序号字段可能编出的最大序号，问还能否用TCP来传送？答：65495字节，此数据部分加上TCP首部的20字节，再加上IP首部的20字节，正好是IP数据报的最大总长度65535。
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第五章 运输层作业2
用TCP 传送512字节的数据。
设窗口为100字节，而TCP 报文段每次也是传送100字节的数据。
再设发送方和接收方的起始序列号分别为100和200，试画出类似图5-12（教材181页）的工作示意图。
从连接建立阶段到连接释放都要画上。
（教材习题5-15）
答：工作示意图如下
A
B
A 发送了1-100，还可以发送412字节允许A 发送序号101-200，共100字节A 发送101-200，还能发12字节
A 发送101-200，还能发312字节
A 发送序号301-400，共100字节发送序号301-400，还能发送112字节发送序号401-500，还能发送12字节A 发送序号~600，不能再发送不允许A 发送新数据
发送序号513~600，不能再发送新数据了发送201-300，还能发212字节
A 再发送序号
A 发送序号514~600，不能再发送新数
据允许A 发送序号501~600，共12个字节。