[理学]第5章 传输层

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1、第5章传输层描述传输层的功能理解TCP和UDP协议的工作原理理解TCP和UDP协议和上层通信机制本章内容：课程内容传输层简介TCP协议UDP协议TCP/IP的体系结构应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络2网络1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器因特网的边缘部分与核心部分运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信54321运输层提供应用进程间的逻辑通信主机A主机B应用进程应用进程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP

2、层LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP协议的作用范围运输层协议TCP和UDP的作用范围AP3复用分用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。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。运输层协议和网络层协议的主要区别应用进程…应用进程…IP协议的作用范

3、围（提供主机之间的逻辑通信）TCP和UDP协议的作用范围（提供进程之间的逻辑通信）因特网运输层的主要功能运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。运输层还要对收到的报文进行差错检测。运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的TCP和无连接的UDP。TCP/IP的运输层有两个不同的协议：用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)运输层的两个主要协议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

4、种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。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。TCPSPXUDPTCP/IPIPX2.运输协议数据单元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(TransportProtocolDataUnit)；TPDU有效载荷是应用层的数据。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。TCP与UDPUDP在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到UDP报文后，不需要给出任何确认。虽然UDP不提供可靠交付，但在某些情况下U

5、DP是一种最有效的工作方式。TCP则提供面向连接的服务。TCP不提供广播或多播服务。由于TCP要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。传输层寻址与端口号TCP/IP协议族中用端口号来标识进程；协议端口（protocolport，简称端口）用于区别应用服务。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。端口号的分配：端口号为16bits，表示0～65535个端口；（1）熟知端口/系统端口号：0～1023，服务器使用。

6、（2）登记端口号：1024～49151，在IANA登记，防止重复（3）客户端口号/短暂端口号：49152~65535软件端口与硬件端口在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口。路由器或交换机上的端口是硬件端口。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一种地址。常见的TCP协议Well-Known端口端口号协议描述20FTP文件传输中的数据传输21FTP文件传输中的控制命令23Telnet远程登录25SMTP电子邮件传输80HTTPWWW服务110POP3邮件接收常见的UDP协议知名端口端口号协议描述53DNS域名解析

7、服务161SNMP网络管理协议68BOOTP引导协议69TFTP简单的文件传输用户数据包协议UDPUDP是一种无连接的、不可靠的传输层协议，尽最大努力交付面向报文的协议，没有拥塞控制支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信首部开销小，8个字节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。UDP协议的主要特点面向报文的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