计算机网络课件第7章 传输层

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第七章-传输层new课件

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v UDP格式 ① 伪首部:真首部只包含端口号。但在计算检验和 时,用的是IP地址+端口号。 ② 检错方法:IP数据报所用的方法相似即检验和 ③ 检验范围:首部+数据 ④ 差错处理由上层保证,但常常被忽略,所以仅在 LAN上工作得很好 ⑤ 无序号(?)
可见用户数据报协议UDP只在IP的数据报服务之上增
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(4)多次重传时延 Kam算法:报文段每重传一次,就将重传时间增大一些: 新的重传时间=γ(旧的重传时间) 这里系数γ的典型值是2。
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8.8 TCP报文段的格式
TCP首部最小长度是20字节。固定部分各字段的意义如下: v 源端口和目的端口各占2个字节。16bit的端口号加上32bit
的IP地址,构成了相当于运输层服务访问点TSAP的地址 (总共是48bit)。 v 序号占4字节,是本报文段所发送的数据部分第一个字节 的序号。 由于序号字段有32bit,可对4GB(即4干兆字节)的数据进 行编号。这样就可保证当序号重复使用时,旧序号的数 据早已在网络中消失了。
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8.3 UDP协议
v UDP协议的用途 (1)发送数据之前不需要建立连接(当然发送数据结束时
也没有连接需要释放),因而减少了开销和发送数据之 前的时延。 (2)UDP没有拥塞控制,也不保证可靠交付,因此主机 不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表。 (3)UDP用户数据报只有8个字节的首部开销,比TCP 的20个字节的首部要短。 (4)由于UDP没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会 使源主机的发送速率降低。
u 选项 长度可变。TCP只规定了一种选项,即最大报 文段长度MSS(Maximum SegmentSize)。MSS告诉对 方的TCP:"我的缓存所能接收的报文段的最大长度是 MSS。

计算机网络传输层PPT课件

计算机网络传输层PPT课件
➢ 传输层的协议数据单元TPDU,传输实体接收来自应用 层的数据,加上传输层报头,得到TPDU。
简单连接管理状态图
一套传输原语 — Berkeley Sockets
➢ 连接释放是对称的。
举例:传输服务的实现
➢ 一个本地的应用程序和几个远程应用程序利用面向连接的传输层服务完成 通信的操作过程如下。
接请求。 ➢ A 发出序号为X的第一个数据DATA,并确认B的序号为Y的接受连接确认。
连接请求
CR(seq=x)
接)
发送数据,回送确认
DATA(seq=x, ACK=y)
连接成功!
主机A
主机B
重复的CR
➢ 如果出现了重复的建立连接请求CR的情况,三次握手 可以很好的解决。
➢ 蓝兵穿越白军防地是不可靠通信。 ➢ 蓝军2不知道蓝军1是否收到确认,不能贸然行动。 ➢ 即使采用三次握手释放连接,也会出现最后的确认丢失,应
答TPDU丢失、应答及后续释放请求丢失的情况。 ➢ 没有一个满意的解决问题的方法。
三次握手 + 定时器的方法释放连接
➢ 在实际的通信过程中,使用三次握手 + 定时器的方法 释放连接,在绝大多数情况下是成功的。
➢ 解决延迟重复分组的关键是丢弃过时的分组,可用如 下方法:
➢ 非重复的TSAP ➢ 过时连接表 ➢ 分组的TTL机制 ➢ 三次握手机制
非重复的TSAP
➢ 原理
➢ 废弃使用过的传输地址。
➢ 方法
➢ 系统为每次的传输连接赋予一个新的传输地址。 ➢ 当此连接被释放的时候,此传输地址就被废弃了。
➢ 缺点
➢ 缺点
➢ 消除重复连接请求依赖通信子网完成。 ➢ 不能避免网络层分组传输的不可靠性。

计算机网络课件:第7章 传输层

计算机网络课件:第7章 传输层

运 输
全双工可靠信道

使用 TCP 协议

送 进 程 数据




程 数据
不可靠信道 使用 UDP 协议
7.1.2 传输服务原语
为使用户访问传输服务,传输层必须提供一些应 用程序及操作,也就是传输服务接口每个传输服务都 有自己的接口。
如前所述,传输服务与网络服务类似,但也有重 要的不同之处。
第一个主要的区别就是网络服务是在现实中有瑕 疵的实际网络中进行的,这些实际网络在数据传输过 程中会丢包,所以网络服务通常是不可靠的。相对的, 面向连接的传输服务,则是可靠的。当然,实际的网 络不是无差错的,这也正是传输层的作用;在一个不 可靠的网络上提供可靠的传输服务。
传输层的流控制在某些方面和数据链路层流控制是 相同的,但也有一些不同之处。
它们的相同之处是两层所用的滑动窗口及类似协议, 保证在每一个连接上发送方的发送速度不超过接收方 的接收速度。而主要的不同是路由器所连接的线路比 较少,主机却可能有数量巨大的连接。这种不同使得 在数据链路层有效的缓冲策略并不适合于传输层。
初始连接协议方法; 名字服务器(name server)和目录服务器 (directory server) 方法。
当进程服务器收到进入的请求后,便装入用户请求的服务器, 允许它继续使用和用户已经建立起来的连接。于是新的服务器 便开始执行被请求的工作,进程服务器则回去侦听新的请求, 如图7-7b所示。
当主机l发出连接请求时,连接建立的一般 过程如图7-8a所示。主机l选择一个序号x,并 向主机2发送一个包含此顺序号的连接请求 TPDU;接着,主机2回复一个ACK TPDU确 认x,并声明自己的初始顺序y;主机1在其发 送的第一个数据TPDU中确认主机2所选择的初 始顺序号y。

《计算机网络课件-传输层TCP协议》

《计算机网络课件-传输层TCP协议》

TCP连接的维护
TCP连接的维护包括序列号的管理、确认应答的处理以及超时重传的机制,以保证数据的可靠传输。
TCP连接的释放
通过四次握手释放连接,发送方发送FIN报文,接收方回复ACK报文并发送 FIN报文,最后发送方回复ACK报文。
TCP可靠性传输
TCP采用序列号、确认应答和超时重传机制,确保数据的可靠传输和顺序传输。
TCP的队列管理
TCP使用FIFO队列管理数据报文段,在网络拥塞时通过拥塞窗口机制来管理传输队列长度。
TCP协议的缺点
1 高开销
TCP协议的头部较大, 增加了额外的开销。
2 较慢
TCP协议的连接建立过 程较慢,影响了实时性 要求较高的应用。
3 复杂
TCP协议的实现和调试 较为复杂,需要一定的 专业知识。
TCP协议的功能
1 可靠传输
TCP通过序列பைடு நூலகம்、确认应答和超时重 传机制,保证数据的可靠传输。
2 流量控制
通过滑动窗口和拥塞窗口等机制,控 制发送和接收数据的速率,保证网络 的平稳运行。
3 连接管理
TCP使用三次握手建立连接,并通过四次握手释放连接,确保双方通信的可靠性。
TCP协议的优点
1 可靠性
TCP的流量控制
TCP通过滑动窗口和拥塞窗口机制,控制发送和接收数据的速率,避免网络拥塞的发生。
TCP的拥塞控制
TCP通过拥塞窗口和拥塞避免算法,控制数据传输的速率,保持网络的稳定 性和可靠性。
TCP的数据包重传机制
TCP通过超时计时器和快速重传机制,确保丢失的数据包得到及时重传,保证数据的可靠传输。
TCP通过确认应答和重传机制,保证 数据的可靠传输。
2 顺序性

计算机网络-网络层与传输层课件

计算机网络-网络层与传输层课件

2020/11/12
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表1: OSI/RM对网络层功能的界定
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图1:Internet网络层内部协议层次结构
从图1可以看出:
Internet网络层以无连接的IP协议为基础。
在通信子网中,IP之上的增强型子层分别涉及通信 子网的信控、管理平台或用户数据平台的需要。本 讲的重点是用户数据传输与交换。
报头长度字段(IHL,即Internet Header Length)——由于报头中有可选字段,因而报头长 度不固定,此字段之值指明报头为4字节的倍数。此 字段的最小值为5,表示只有固定长度部分而无选项, 即报头长度为20字节;该4比特字段的最大值0/11/12
计算机网络
网络层与传输层 网络层
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前言
迄今为止,
本课程的第一单元已经就网络体系结构的传统描述进行了 介绍,在分析上述描述的不完备性的基础上定义了计算机 网络中“带外信令”的概念并用该观点Internet的体系结 构从新进行了描述。
本课程第二单元讨论物理层和数据链路层技术,该两层是 现有各种网络中端系统和通信子网(用户平台和信控管理 平台)都具备的基本协议层次。
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存活期(Time To Live)*——此8比特字段用于指明报文 在Internet内还能够生存的时间(单位秒)。经过一个路 由器,处理报头的模块至少对该值减1(即使处理时间不 到1秒),当该值减为0时,该报文被丢弃,以防止报文在 Internet内长时间循环。目前推荐使用的存活期(TTL) 的缺省初始值为64。
本单元将继续用带外信令的观点讲述在Internet现有体系 结构中端系统和通信子网都必备网络层以及在端系统必备, 在通信子网的信控、管理平台上也必备的传输层。

第7章 传输层协议ppt课件

第7章 传输层协议ppt课件

快传送(相当于高优先级的数据)。
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位0
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TCP 首部
数据 偏移
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
确认 ACK —— 只有当 ACK 1 时确认号字段才 有效。当 ACK 0 时,确认号无效。
• 熟知端口所占端口号不多,以全局方式进行分 配。TCP和UDP规定,小于1024的端口号用 作熟知端口,熟知端口又称为保留端口。
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• 从1024到65535编号的端口为临时端口, 临时端口又称为自由端口。临时端口占 全部端口的绝大部分,以本地方式进行 分配。当进程要与远地进程通信时,首 先申请一个临时端口,然后根据全局分 配的熟知端口号与远地服务器建立联系, 传输数据。
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• 因特网通信进程间的相互作用模式:客户/服务 器模型。客户/服务器模型相互作用的过程是: 客户向服务器发出服务请求,服务器完成客户 所要求的操作,然后给出响应。
• 服务器一般先于客户端启动,为了让客户能够 找到服务器,服务器必须使用一个客户熟知的 地址,客户可以根据此地址向服务器提出服务 请求。
• TCP 两端的四个窗口经常处于动态变化 之中。
• TCP连接的往返时间 RTT 也不是固定不 变的。需要使用特定的算法估算较为合 理的重传时间。
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8.2 TCP段格式
TCP将应用层的数据分块并封装成TCP段进行 发送。
TCP段=段首部+数据

第7章传输层ppt课件

第7章传输层ppt课件
• 它包括了远端传输实体的处理延迟; • 连接建立延迟越短,服务质量越好。
连接建立失败的概率
• 在最大连接建立延迟时间内,连接未能建立的可能性; • 由于网络拥塞,缺少缓冲区或其他原因造成的失败。
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《计算机网络》 第7章 传输层
吞吐率
• 吞吐率是在某个时间间隔内测得的每秒钟传输的用户 数据的字节数;
• 进程状态反映出进程执行过程的变化;
• 要保证系统正常地工作,操作系统必须对进程的创建、 撤消与状态转换进行控制;
• 从进程的观点看,操作系统的核心则是控制和协调这些 进程的运行,解决进程之间的通信。
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《计算机网络》 第7章 传输层
在解决单机环境下操作系统的进程通信中:
• BSD UNIX 引入了管道(pipe)、命名管道(named pipe)和软中断信号(signal)机制;
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《计算机网络》 第7章 传输层
1.网络环境中分布式进程通信需要解决:
• 进程命名与寻址方法 • 多重协议的识别 • 进程间相互作用的模式
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《计算机网络》 第7章 传输层
2.网络环境中进程标识
• 在一台计算机中,不同的进程用进程号或进程标识 (process ID)惟一地标识出来。
• 网络环境中完整的进程标识应该是: • 本地主机地址-本地进程标识 ; • 远程主机地址-远程进程标识。
并发服务器: • 并发服务器可以处理多个客户的服务请求; • 从服务器不依赖主服务器而独立处理客户服务请求; • 不同的从服务器可以分别处理不同的客户的服务请求; • 系统的实时性好。
重复服务器: • 处理客户的服务请求的数量受到请求队列长度的限制,
但可以有效地控制请求处理的时间
• 并发服务器适应于面向连接的服务类型; • 重复服务器适应于无连接的服务类型。

计算机网络课件(第4版)_07运输层

计算机网络课件(第4版)_07运输层
第 7 章 运输层
基本内容
传输层的概念,TCP/IP体系中的传输层,端口的概念, 用户数据报协议UDP,传输控制协议TCP,TCP报文格式、
数据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP
的连接管理。
重点掌握
TCP/IP体系中的传输控制协议TCP:TCP报文格式、数 据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP的 连接管理。
连接2
端口 25
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)
131.6.23.13,
信。

运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运输层,再往下就共用网 络层提供的服务。

“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。要 传送的数据是沿着图的虚线方向传送的。
7.1 运输层协议概述
从通信和信息处理的角度看,运输层向它上面的应用层 提供通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用 户功能中的最低层。
面向信息处理 应用层
用户功能
运输层 面向通信 网络层 数据链路层 物理层 网络功能
运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信
应用进程 应用进程 端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口 IP 层
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传输实体
传输协议
传输实体
传输层
网络层服务访问点 NSAP
网络层
传输层与其上下层之间的关系
层接口
• 传输层向高层提供两种类型的服务:面向连接的传输服务和无连接的 传输服务。
a
5
7.1.2 服务质量
传输层服务质量是指在传输两节点之间看到的某些传输连 接的特征,是传输层性能的度量,反映了传输质量及服务 的可用性。
7.2.4 TCP报文段头
▪ 一个TCP报文段分为首部和数据两部分。TCP首部 由固定首部和可选的附加选项组成。 ▪ TCP数据部分理论上长度最多可达65495个字节。 ▪ 无任何数据的TCP报文段也是合法的,它通常被用 于确认或控制消息。 ▪ TCP的全部功能都体现在它首部中各字段的作用。
a
16
a
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比特 0
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源端口
序号
目的端口
TCP 首部
数据 偏移
确认序号
保留
U AP RSF R CS SY I G KH T NN
检验和
窗口大小 紧急指针
附 加 选 项 (长 度 可 变)
填充
20 字节 固定 首部
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的序号。
a
8
7.2.1 TCP简介
TCP(传输控制协议)是TCP/IP体系中面向连接 的传输层协议,它提供全双工的服务。
TCP提供差错控制和排序的功能,提供可靠的端到端 字节流的传输服务。
a
9
7.2.2 TCP服务模型(1 /5)
▪ TCP是使用连接来进行通信的。当一个应用进程希望与另一个远 程的应用进程建立连接的时候,除了要知道对方的主机地址外,
TCP报文段首部结构图
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比特 0
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源端口
目的端口
TCP 首部
数据 偏移
序号
确认序号
保留
U AP RSF R CS SY I G KH T NN
检验和
窗口大小 紧急指针
20 字节 固定 首部
附 加 选 项 (长 度 可 变)
填充
源端口和目的端口——各占2个字节。端口是传输层与应用
层的服务接口,它们分别与源IP地址和目的IP地址一起标 识一个TCP连接的两个端点,传输层的复用和分用功能都要 通过端口才能实现。
计算机网络
Computer Network
2020年8月15日
课程目录
第1章 概述 第2章 物理层与数据通信基础 第3章 数据链路层 第4章 局域网 第5章 网络层 第6章 网络互联技术 第7章 传输层 第8章 应用层 第9章 网络管理与信息安全 第10章 网络新技术专题

2
第7章 传输层
本章提纲
(3)动态端口,其数值为49152~65535。这类端口 是留给客户进程选择作为临时端口。
a
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7.2.3 TCP协议
在TCP协议中需要关注的几个问题: (1)TCP连接上的每个字节都是有编号的,即都有它 自己独有的32位序列号。 (2)TCP报文段的结构 (3)滑动窗口协议 (4)错序问题
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7.1 传输层概述 7.2 互联网传输协议
a
3
7.1 传输层概述
7.1.1 提供给高层的服务 7.1.2 服务质量 7.1.3 多路复用技术
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7.1.1 提供给高层的服务
主机 A
传输服务用户 (应用层实体) 传输层服务访问点 TSAP
应用层
主机 B
传输服务用户 (应用层实体)
层接口
完成传输层功能 的硬件或软件
25
套接字
128.10.2.3
25
a
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7.2.2 TCP服务模型(5 /5)
三类端口
(1)熟知端口,其数值为0~1023。这一类端口由 ICANN负责分配给一些常用的应用层程序固定使用。
(2)登记端口,其数值为1024~49151。这类端口是 ICANN控制的,使用这个范围的端口必须在ICANN登记 ,以防止重复。
它还必须知道要连接到对方哪个应用进程上,从而实现端到端的
通信。
AP1 AP2 5
应用进程
应用进程
端口 传输层提供应用进程间的逻辑通信
端口
AP3 AP4 5
4
4
3
IP 层
3
2
2
1
1
传输层提供端到端的服务
a
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7.2.2 TCP服务模型(2 /5)
▪ 在传输层上通常使用的方法是为那些能够监听连接请求的进 程定义TSAP;在Internet中,这些访问点就被称为端口。同 样,在网络层上的访问点被称为NSAP。IP地址就是NSAP的 特例。
连接建立延迟
传输层服务质量参数表
连接建立失败概率 吞吐量
传输延迟
传输层服务质量不是由单方面决定 残留差错率 的,一般它需要连接的双方有一个 保护性
协商的过程。
优先权
回弹率
a
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7.1.3 多路复用技术
应用层 传输层 网络层
TSAP NSAP
应用层 网络层
传输层
至路由器
至路由器
(a)向上多路复用
(b)向下多路复用
(2)采用名字服务器或目录服务器。
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7.2.2 TCP服务模型(4/5)
套接字(socket)
为了区分不同主机中的进程,TCP/IP协议簇将主机的IP 地址与端口结合起来,定义为通信的一个端点,称之为 套接字。
套接字、端口和IP 地址的关系是:
IP 地址
128.10.2.3
端口号(16位)
比特0
32 bit
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源端口
序号
TCP 首部
数据 偏移
确认 序 号
保留
U AP RSF R CS SY I G K H T NN
检验和
附 加 选 项 (长 度 可 变)
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目的端口
窗口大小 紧急指针
填充
20 字节的 固定首部
TCP 报文段
TCP 首部
TCP 数据部分
发送在前
IP 首部
IP 数据部分
NSAP、TSAP
和传输连接之间 的关系
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7.2.2 TCP服务模型(3 /5)
客户机上的应用进程如何知道服务器上的服务器进程是被 关联到某个特定端口上的呢?
常用的方法有两种:
(1)对于一些少数且关键的服务器进程(例如Web服务 器),它们被连接请求的频率高,而且一旦连接上以后维 持的时间一般也比较长,则将这些典型服务器进程与熟知 的TSAP永久地关联起来。且这些关键服务进程和对应的 熟知TSAP往往被罗列在某个文件中。
向上复用的使用往往是出于费用上的考虑;向下复用的目的 是为了提高吞吐量。
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7.2 互联网传输协议
7.2.1 TCP简介 7.2.2 TCP服务模型 7.2.3 TCP协议 7.2.4 TCP报文段头 7.2.5 TCP连接管理 7.2.6 TCP传输策略 7.2.7 TCP流量控制和拥塞控制 7.2.8 TCP计时器 7.2.9 UDP协议简介
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