云南网站建设哪家权威,爱有声小说网站捡个校花做老婆,app网站制作,制作手机app开发文章目录 运输层运输层协议概述进程之间的通信运输层的两个主要协议运输层的端口 用户数据报协议 UDPUDP 概述UDP 的首部格式 传输控制协议 TCP 概述TCP 最主要的特点TCP 的连接 可靠传输的工作原理停止等待协议连续 ARQ协议 TCP 报文段的首部格式TCP 可靠传输的实现以字节为单… 文章目录 运输层运输层协议概述进程之间的通信运输层的两个主要协议运输层的端口 用户数据报协议 UDPUDP 概述UDP 的首部格式 传输控制协议 TCP 概述TCP 最主要的特点TCP 的连接 可靠传输的工作原理停止等待协议连续 ARQ协议 TCP 报文段的首部格式TCP 可靠传输的实现以字节为单位的滑动窗口超时重传时间的选择选择确认 SACK TCP的流量控制利用滑动窗口实现流量控制TCP 的传输效率 TCP 的拥塞控制拥塞控制的一般原理TCP 的拥塞控制方法主动队列管理AQM TCP 的运输连接管理TCP 的连接建立TCP 的连接释放TCP 的有限状态机 运输层
运输层协议概述
进程之间的通信
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。 网络层为主机之间的通信提供服务而运输层则在网络层的基础上为应用进程之间的通信提供服务。
运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节如网络拓扑、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当运输层采用面向连接的 TCP 协议时尽管下面的网络是不可靠的只提供尽最大努力服务但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。但当运输层采用无连接的UDP 协议时这种逻辑通信信道仍然是一条不可靠信道。
运输层的两个主要协议
(1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP (Transmjssion Control Protocol)
运输层的端口
每一个端口用一个称为端口号(port number) 的正整数来标志。主机的操作系统提供了接口机制使得进程能够通过这种机制找到所要找的端口。 这种在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口和路由器或交换机上的硬件端口是完全不同的概念。硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口而软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的地点。
(I) 服务器端使用的端口号 这里又分为两类最重要的一类叫作熟知端口号(wellknown port number)或全球通用端口号.
另一类叫作登记端口号数值为 1024~49151 。这类端口号是为没有熟知端口号的应用程序使用的。要使用这类端口号必须存 IANA 按照规定的手续登记以防止重复。 (2) 客户端使用的端口号 数值为 49152~65535 。由于这类端口号仅在客户进程运行时才动态选择因此又叫作短暂端口号°。这类端口号就是临时端口号留给客户进程选择临时使用。当服务器进程收到客户进程的报文时就知道了客户进程所使用的端口号因而可以把数据发送给客户进程。通信结束后刚才已使用过的客户端口号就被系统收回以便给其他客户进程使用。
用户数据报协议 UDP
UDP 概述
(1) UDP 是无连接的因此减少了开销和发送数据之前的时延。 (2) UDP 使用尽最大努力交付即不保证可靠交付因此主机不需要维持复杂的连接状态表。 (3) UDP 是面向报文的。发送方的 UDP 对应川程序交下来的报文在添加首部后就向下交付 IP 层。
(4) 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。 (5) UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。 (6) UDP 的首部开销小只有8个字节比 TCP 20 个字节的首部要短。 复用示意图
UDP 的首部格式 UDP 用户数据报首部中检验和的计算方法有些特殊。在计箕检验和时要在 UDP 用户数据报之前增加 12 个字节的伪首部。所谓“伪首部”是因为这种伪首部并不是 UDP 用户数据报真正的首部。只是在计算检验和时临时添加在 UDP 用户数据报前面得到一个临时UDP 用户数据报。检验和就是按照这个临时的 UDP 用户数据报来计算的。伪首部既不向下传送也不向上递交而仅仅是为了计算检验和。
传输控制协议 TCP 概述
TCP 最主要的特点
(I) TCP 是面向连接的运输层协议。这就是说应用程序在使用TCP 协议之前必须先建立 TCP 连接。在传送数据完毕后必须释放已经建立的 TCP 连接。 (2) TCP 连接只能有两个端点。 (3) TCP 提供可靠交付的服务。通过过 TCP 连接传送的数据无差错、不丢失、不重复井且按序到达。 (4) TCP 提供全双工通信。 (5) 面向字节流。 TCP 中的“流”(stream)指的是流入到进程或从进程流出的字节序列。“面向字节流”的含义是虽然应用程子和 TCP 的交互是一次几个数据块大小不等但TCP 把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串的无结构的字节流。
TCP 的连接
TCP 连接的端点叫作套接字(socket)或插口 套接字 socket (IP 地址:端号 每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点即套接字对 socket pair) 所确定。
可靠传输的工作原理
停止等待协议 无差错情况 停止等待协议是最简单的无差错情况。 出现差错 第一 在发送完一个分组后必须暂时保留已发送的分组的副本在发生超时直传时使用。只有在收到相应的确认后才能消除暂时保衍的分组副本。 第二,分组和确认分组都必须进行编号。。这样才能明确是哪一个发送出去的分组收到了确认而哪一个分组还没有收到确认。 第二超时计时器设置的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些。 确认丢失和确认迟到 信道利用率 停止等待协议的优点是简单但缺点是信追利用率太低.
UTd/TdRTTTa
连续 ARQ协议
示发送方维待的发送接口它的意义是位于发送窗口内的5个分组都可连续发送出去而不需要等待对方的确认。这样信道利用率就提高了。
TCP 报文段的首部格式
TCP 报文段首部的前 20 个字节是固定的后面有 4n字节是。因此 TCP 首部的最小长度是 20 字节。 首部固定部分各字段的意义如下 (1) 源端口和目的端口 各占2个字节 (2) 序号 4字节。TCP向字节流的。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。整个要传送的字节流的起始序号必须在连接建立时设置。首部中的序号字段们则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。 (3) 确认号 4字节是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。 (4) 数据偏移 4位它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。。这个字段实际上是指出 TCP 报文段的首部长度. (5) 保留 6位保留为今后使用但目前应设为0下面打6个控制位用来说明木报文段的性质它们的意义见下面的(6)~(11) (6) 紧急 URG (URGent) 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干高优先级的据而不要按原来的排队顺序传送。 URG 时发送应用进桯就告诉发送方的 TCP 有紧急数据婓传送。于是发送方TCP 就把紧急数据插入到本报文段数据的最前面而在紧急数据后面的数据仍是普通数据。这时要与首部中紧急指针(Urgent Pointer)字段配合使用。 (7) 确认 ACK (ACKnowledgment) TCP 规定在连接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK 置为 (8) *推送 PSH (PuSH)*当两个应用进程进行交互式的通信时有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后守即就能够收到对方的响应。 (9) 复位 RST (ReSeT) 表明 TCP 连接中出现严重差错如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。 (10) 同步 SYN (SYNchronization) 在连接建立时用来同步序号。表明这是一个连接诸求报文段。 (11) 终止 FIN (FINish) 用来释放一个连接。 (12) 窗口 2字节。窗口值是[0, 2^16- l] 之间的整数。窗口指的是发送本报文段的一方的接收窗口而不是自己的发送窗口。接收方的缓存容量单位字节。 (13) 检验和 2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。和 UDP用户数据报一样在计算检验和时要在 TCP 报文段的前面加上 12 字节的伪首部。 (14) 紧急指针 2字节。它指出本报文段中的紧急数据的字节数紧急数据结束后就是普通数据。 (15) 选项 长度可变最长可达 40 字节。
TCP 可靠传输的实现
以字节为单位的滑动窗口 第一缓存空间和序号空间都是有限的并且都是循环使用的 第二由于缓存或窗口中实际的字节数可能很大
发送缓存用来暂时存放 (1)发送应用程序传送给发送方 TCP 准备发送的数据 (2) TCP 已发送出但尚未收到确认的数据。
接收缓存用来暂时存放 (1)按序到达的、但尚未被接收应用程序读取的数据 (2)未按序到达的数据。
超时重传时间的选择
TCP 采用了一种自适应算法它记录一个报文段发出的时间以及收到相应的确认的时间。这两个时间之差就是报文段的往返时间 RTT TCP 保留了 RTT 的一个加权平均往返时间 RTTs 新的 RTTs (1- a) 旧的 RTTs) a*新的 RTT 样本
选择确认 SACK
描述边界防止重传只传输未被确认的
TCP的流量控制
利用滑动窗口实现流量控制
流量控制(flowcontrol)就是让发送方的发送速率不要太快要让接收方来得及接收。
