第六章传输层课件.ppt

1、1 计算机网络计算机网络IntranetIntranetEthernetInternetInternet2 第六章第六章 传输层传输层学习要点学习要点v传输层的功能传输层的功能vTCP/IP体系中的传输层协议体系中的传输层协议3第六章第六章 传输层传输层6.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议6.2 6.2 Internet传输协议传输协议6.2.16.2.1TCP的基本概念的基本概念 6.2.2 6.2.2TCPTCP报文段的格式报文段的格式 6.2.3 6.2.3TCPTCP连接的建立、拆除和重置连接的建立、拆除和重置 6.2.46.2.4TCP拥塞控制拥塞控制6.2.5 6.2.

2、5 Internet传输协议传输协议UDP 6.2.6 6.2.6 Internet关于端口号的约定关于端口号的约定4为什么需要运输层为什么需要运输层1、在一个网络连接上复用多对进程的通信。、在一个网络连接上复用多对进程的通信。2、解决多互连的通信子网的通信协议的差异和、解决多互连的通信子网的通信协议的差异和提供的服务功能的不同。提供的服务功能的不同。3、解决网络层及下两层自身不能解决的传输错、解决网络层及下两层自身不能解决的传输错误。误。5运输层与上下层之间的关系运输层与上下层之间的关系 6第六章第六章 传输层传输层l在在OSI参考模型中，参考模型中，传输层的职责是在两个不同系统传输层的职责

3、是在两个不同系统的进程之间提供一种交换数据的可靠机制的进程之间提供一种交换数据的可靠机制，由于传输，由于传输层仅关心会话实体之间的数据传输，所有它的协议都层仅关心会话实体之间的数据传输，所有它的协议都具有端到端的意义。具有端到端的意义。l某些用户应用程序需要绝对保证所有的协议数据单元某些用户应用程序需要绝对保证所有的协议数据单元都被安全地投递到目的地，而且一个会话实体可以请都被安全地投递到目的地，而且一个会话实体可以请求一定质量的服务，一旦传输层提供具有这种质量的求一定质量的服务，一旦传输层提供具有这种质量的传输连接，它就必须维持这种连接。在传输层不能再传输连接，它就必须维持这种连接。在传输层

4、不能再维持所提供质量的情况下，它必须把这一事实明确地维持所提供质量的情况下，它必须把这一事实明确地通知会话实体。也许，通知会话实体。也许，想像传输层的最好方法是把它想像传输层的最好方法是把它看成一种安全保护罩看成一种安全保护罩，不管下面的基础网络发生什么，不管下面的基础网络发生什么事件，它都要负责照料传输的数据。事件，它都要负责照料传输的数据。7第六章第六章 传输层传输层l传输层还执行许多其它功能。它的主要作用之一是传输层还执行许多其它功能。它的主要作用之一是为为更高层协议屏蔽下层操作的细节更高层协议屏蔽下层操作的细节。确实，用户可以完。确实，用户可以完全不了解支持用户活动的物理网络，因为有传

5、输层在全不了解支持用户活动的物理网络，因为有传输层在用户和网络之间提供透明的接口。传输层使得高层协用户和网络之间提供透明的接口。传输层使得高层协议不用操心如何去获得所需级别的网络服务。议不用操心如何去获得所需级别的网络服务。l传输层的目标是传输层的目标是在源端机和目的地机之间提供性能可在源端机和目的地机之间提供性能可靠、价格合理的数据传输，而与当前实际使用的网络靠、价格合理的数据传输，而与当前实际使用的网络无关无关，任何用户进程或应用程序可以直接访问传输服任何用户进程或应用程序可以直接访问传输服务，而不必经过会话层和表示层，实际上，务，而不必经过会话层和表示层，实际上，Internet的的传输

6、层协议就是以这种方式工作的。传输层协议就是以这种方式工作的。8第六章第六章 传输层传输层l传输服务有两大类：传输服务有两大类：面向连接的传输服务和无连接的面向连接的传输服务和无连接的传输服务传输服务。面向连接的传输服务与面向连接的网络服。面向连接的传输服务与面向连接的网络服务十分相似，两者都向用户提供连接的建立、维护和务十分相似，两者都向用户提供连接的建立、维护和释放。无连接的传输服务与无连接的网络服务也十分释放。无连接的传输服务与无连接的网络服务也十分相似。在这里，我们不禁要问：相似。在这里，我们不禁要问：“既然传输服务与网既然传输服务与网络服务如此相似，为什么还要把它们划分为两层呢？络服务

7、如此相似，为什么还要把它们划分为两层呢？”这是一个微妙而又关键的问题。事实上。这是一个微妙而又关键的问题。事实上。网络层是通网络层是通信子网的一个组成部分信子网的一个组成部分，假如网络服务质量不可靠，假如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地发出网络频繁地丢失分组，网络层系统崩溃或不停地发出网络重置，试想将会发生什么样的情况呢？重置，试想将会发生什么样的情况呢？9第六章第六章 传输层传输层l因为用户不能对通信子网加以控制，故无法采用更好因为用户不能对通信子网加以控制，故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，更的通信处理机来解决网络层服务质量低劣的问题，更不

8、可能通过改进数据链路层纠错能力来改善低层的条不可能通过改进数据链路层纠错能力来改善低层的条件。解决这一问题的唯一可行办法就是在网络层上面件。解决这一问题的唯一可行办法就是在网络层上面增加一层即传输层。增加一层即传输层。传输层的存在使得传输服务比网传输层的存在使得传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络服务更可靠，分组的丢失、残缺甚至网络重置都可以被传输层检测到，并采取相应的补救措施。以被传输层检测到，并采取相应的补救措施。而且，而且，由于传输服务独立于网络服务，故可以采用一个标准由于传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传输服务。而网络服务则因不同的网络的原

9、语集提供传输服务。而网络服务则因不同的网络可能有很大的差异。可能有很大的差异。因为因为传输服务是标准的传输服务是标准的，所以用，所以用传输服务原语编写的应用程序就能广泛地适用于各种传输服务原语编写的应用程序就能广泛地适用于各种网络。网络。106.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l如果下层的网络很可靠，那么用于完成数据传送的传输层协议就如果下层的网络很可靠，那么用于完成数据传送的传输层协议就不需要做太多工作。如果下层的网络是不可靠的，那么就要使用不需要做太多工作。如果下层的网络是不可靠的，那么就要使用稍微复杂一点的传输协议机制。为提供稍微复杂一点的传输协议机制。为提供面向连接的传输服

10、务面向连接的传输服务，ISO定义了定义了5类传输协议。它还定义了一个类传输协议。它还定义了一个无连接的传输协议无连接的传输协议，尽，尽管没有一个管没有一个OSI应用协议使用无连接传输服务。应用协议使用无连接传输服务。l我们首先考察面向连接的传输服务我们首先考察面向连接的传输服务COTS（Connection-Oriented Transport Service）。）。有意设计得很简单的有意设计得很简单的COTS可使用户得到一可使用户得到一个易于使用的、可靠的传输服务。另一方面，用来提供个易于使用的、可靠的传输服务。另一方面，用来提供COTS的的传输协议都很复杂，因为它们要能应付不可靠的网络。传

11、输协议都很复杂，因为它们要能应付不可靠的网络。l面向连接的传输服务仅含有面向连接的传输服务仅含有4个服务元素：个服务元素：T-CONNECT，T-DATA，T-EXPEDITED-DATA和和T-DISCONNECT。传输服务传输服务TS的用户使用的用户使用T-CONNECT与其对等实体建立全双工的传输连接。与其对等实体建立全双工的传输连接。在传输连接建立期间，两个在传输连接建立期间，两个TS用户和传输服务提供者可以协商服用户和传输服务提供者可以协商服务质量务质量QOS参数和快速数据选项。参数和快速数据选项。116.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l有两个数据传输服务元素：有两个数

12、据传输服务元素：T_DATA和和T_EXPEDITED_DATA。T_DATA服务元素为非证实型，但它们能在服务元素为非证实型，但它们能在TS用户间可靠地传递用户间可靠地传递数据。数据。如果发生传输故障，传输服务提供者将会向用户通知故障。如果发生传输故障，传输服务提供者将会向用户通知故障。没有证实肯定也就没有同步，但不一定不可靠。从传输用户的观没有证实肯定也就没有同步，但不一定不可靠。从传输用户的观点来看，传输服务不会产生错误。对实际的网络来说，传送数据点来看，传输服务不会产生错误。对实际的网络来说，传送数据时当然会有错误产生，但是，在不可靠的网络之上为用户提供一时当然会有错误产生，但是，在不

13、可靠的网络之上为用户提供一个可靠的服务正是传输层要达到的目标。个可靠的服务正是传输层要达到的目标。传输层实体接受从网络传输层实体接受从网络层来的数据确认和层来的数据确认和N_RESET服务原语，并由传输层纠正产生的服务原语，并由传输层纠正产生的错误。错误。当一个网络连接重置时，传输层可以再另建一个新的网络当一个网络连接重置时，传输层可以再另建一个新的网络连接，并从原网络连接中断处开始继续执行。如果快速数据选项连接，并从原网络连接中断处开始继续执行。如果快速数据选项被选择，那么被选择，那么T_EXPEDITED_DATA服务元素就用来传递快速数服务元素就用来传递快速数据。实现者常常约定一次最多可

14、携带据。实现者常常约定一次最多可携带10个字节的快速数据。个字节的快速数据。126.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l在连接建立后，在连接建立后，TS用户或传输服务提供者都可以使用用户或传输服务提供者都可以使用T_DISCONNECT服务元素服务元素释放连接释放连接。一旦调用该服。一旦调用该服务，传递中的任何务，传递中的任何TSDU（传输服务数据单元）或传输服务数据单元）或ETSDU（快速传输服务数据单元）都可能丢失。因此，快速传输服务数据单元）都可能丢失。因此，T_DISCONNECT具有破坏性，它可由传输服务提供具有破坏性，它可由传输服务提供者或被呼用户用于拒绝连接。者或被呼用

15、户用于拒绝连接。lCOTS服务定义非常简单。服务定义非常简单。COTS仅是一个仅是一个抽象的定义抽象的定义，而不是一个接口规范。接口规范中含有本地的处理原而不是一个接口规范。接口规范中含有本地的处理原语和通信原语，例如，它可能包括语和通信原语，例如，它可能包括TS用户使用什么手用户使用什么手段联结到段联结到TSAP（传输服务访问点），传输服务访问点），TS用户怎样检用户怎样检测从网络层进入事件的到来等原语。测从网络层进入事件的到来等原语。136.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l下面我们再考察一下无连接传输服务下面我们再考察一下无连接传输服务CLTS（Connectionless

16、Transport Service）。）。CLTS仅提供仅提供一个服务元素一个服务元素T_UNIT_DATA。T_UNIT_DATA有有4个参数：源传输地址，目的地传输地址，个参数：源传输地址，目的地传输地址，TS用户数据和用户数据和QOS。因为没有连接建立阶段，因为没有连接建立阶段，TS用户不可能和其服用户不可能和其服务提供者协商务提供者协商QOS。在这种服务方式中，无法保证可靠的数据传在这种服务方式中，无法保证可靠的数据传输，需要靠上层进行适当的差错恢复。输，需要靠上层进行适当的差错恢复。图图6-1（a）和（和（b）分别列出了分别列出了OSI面向连接的面向连接的传输服务原语传输服务原语和和

17、OSI无连接传输服务原语。其中的参数含义如下：无连接传输服务原语。其中的参数含义如下：callee:被呼方传输地址（被呼方传输地址（TSAP）caller:呼方传输实体使用的传输地址（呼方传输实体使用的传输地址（TSAP）exp_wanted:表明是否要发送加速数据的布尔标志。表明是否要发送加速数据的布尔标志。QOS：希望的服务质量。希望的服务质量。User_data：传输的大于等于零个字节的数据，这些数据不受检查。传输的大于等于零个字节的数据，这些数据不受检查。Reason:事件发生的原因。事件发生的原因。Responder:连接到的目标方的传输地址。连接到的目标方的传输地址。146.1 6

18、.1 OSI OSI 传输协议传输协议 156.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l网络服务和传输服务一个重要的区别是它们的服务对象不同。网网络服务和传输服务一个重要的区别是它们的服务对象不同。网络服务为传输层实体所用，这些络服务为传输层实体所用，这些传输层实体通常是操作系统的一传输层实体通常是操作系统的一部分部分，或者装在一个特殊的硬件板或芯片上，几乎没有用户自己，或者装在一个特殊的硬件板或芯片上，几乎没有用户自己书写传输层实体，因此很少有用户或应用程序能直接看到网络服书写传输层实体，因此很少有用户或应用程序能直接看到网络服务。相反，很多用户并不使用会话层和表示层，他们直接看到传务

19、。相反，很多用户并不使用会话层和表示层，他们直接看到传输层原语。正如我们早先提到的那样，输层原语。正如我们早先提到的那样，Internet网甚至根本就没网甚至根本就没有会话层和表示层，因此，所有使用网络的应用程序都与传输原有会话层和表示层，因此，所有使用网络的应用程序都与传输原语接口（这些传输原语虽然与语接口（这些传输原语虽然与OSI的传输原语不同，但大致相的传输原语不同，但大致相似）似）。为了说明这一点，可以考虑用。为了说明这一点，可以考虑用UNIX的管道连接起来的进的管道连接起来的进程，这些进程认为它们之间的连接是完美的，它们并不想知道有程，这些进程认为它们之间的连接是完美的，它们并不想知

20、道有关数据确认、关数据确认、N_RESET服务原语、网络拥塞或者任何类似的细服务原语、网络拥塞或者任何类似的细节问题。它们想要的仅是一个完美的连接。进程节问题。它们想要的仅是一个完美的连接。进程A从管道的一端从管道的一端放入数据，进程放入数据，进程B从另一端将数据取出，这就是面向连接的传输从另一端将数据取出，这就是面向连接的传输服务的全部意义服务的全部意义将不完善的网络服务隐蔽起来，使得用户进将不完善的网络服务隐蔽起来，使得用户进程能假定存在着一个可靠的无错的比特流传送。程能假定存在着一个可靠的无错的比特流传送。166.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l图图6-2示出了示出了OSI

21、各种传输层服务原语之间的关系。在该图的各种传输层服务原语之间的关系。在该图的8个个分图中，一个传输用户在双线的左边，另一个在双线的右边，传分图中，一个传输用户在双线的左边，另一个在双线的右边，传输服务提供者（即传输层本身）则在双线之间。时序是从上到下，输服务提供者（即传输层本身）则在双线之间。时序是从上到下，顶上的事件要比底下的事件先发生。顶上的事件要比底下的事件先发生。l图图6-2(a)说明正常的连接建立过程。图中用了说明正常的连接建立过程。图中用了4个原语。一个传输个原语。一个传输实体执行一个称为实体执行一个称为T_CONNECTrequest的原语，表示它想和这的原语，表示它想和这个服务

22、原语中指定的传输服务访问点（个服务原语中指定的传输服务访问点（TSAP）地址相连的传输地址相连的传输用户建立连接。用户建立连接。lT_CONNECTre que st服 务 原 语 导 致 在 目 的 地 端 产 生服 务 原 语 导 致 在 目 的 地 端 产 生T_CONNECT.indication服务原语。与目的端的服务原语。与目的端的TSAP地址相连的地址相连的传送用户收到这一传送用户收到这一indication原语后，如图原语后，如图6-2(a)所示，既可以发所示，既可以发出出T_CONNECT.response服务原语来表示接受它，也可以如图服务原语来表示接受它，也可以如图6-2

23、(b)所示，发出所示，发出T_DISCONNECT.request来拒绝它。接受的结果来拒绝它。接受的结果返回到连接发起端为返回到连接发起端为T_CONNECT.confirm服务原语。拒绝的结服务原语。拒绝的结果为果为T_DISCONNECTindication服务原语。服务原语。176.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 186.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l当试图建立连接时，另外一种情况也可能发生，当试图建立连接时，另外一种情况也可能发生，如图如图6-2(c)所示，这是在传输服务提供者本身所示，这是在传输服务提供者本身拒绝建立连接的情况下发生的。这也许是由于拒绝

24、建立连接的情况下发生的。这也许是由于传输层用户的过错（如传输层用户的过错（如T_CONNECT.request原语中的无效参数），或者是由于传输提供者原语中的无效参数），或者是由于传输提供者的原因（如，传输服务提供者的内部表空间已的原因（如，传输服务提供者的内部表空间已使用完）。在这种情况下，网络中并没有传送使用完）。在这种情况下，网络中并没有传送任何东西，所以远端实体对此失败了的建立连任何东西，所以远端实体对此失败了的建立连接请求一无所知。接请求一无所知。196.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 206.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l从图从图6-2(d)至至12-

25、2(f)我们可以看到连接释放的我们可以看到连接释放的3种方式。正常的方式是连接的一方发出一个种方式。正常的方式是连接的一方发出一个T_DISCONNECT.request原语，而连接的另一原语，而连接的另一方则收到方则收到T_DISCONNECT.indication。无论是无论是连接的建立方或者响应方都可以率先发起释放连接的建立方或者响应方都可以率先发起释放连 接。当 连 接 的 双 方 同 时 发 出连 接。当 连 接 的 双 方 同 时 发 出T_DISCONNECT.request原语时，双方无需收原语时，双方无需收到断连指示，连接即可释放。到断连指示，连接即可释放。216.1 6.1

26、 OSI OSI 传输协议传输协议 226.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l最后，如图最后，如图6-2(f)所示，所示，传输服务提供者可以通过向连传输服务提供者可以通过向连接的双方直接发送接的双方直接发送T_DISCONNECT.indication原语而原语而终止连接终止连接。从某种程度上讲，最后这种情况有点类似。从某种程度上讲，最后这种情况有点类似于网络层发送于网络层发送N_RESET.indication原语的情况。显然，原语的情况。显然，一个设计良好的传输服务提供者不应该轻易地发一个设计良好的传输服务提供者不应该轻易地发T_DISCONNECT.indication原语，

27、只有在没有其它措原语，只有在没有其它措施可用的情况下才这样做。例如，在下层网络崩溃而施可用的情况下才这样做。例如，在下层网络崩溃而对不断发出的通信请求置若罔闻时，传输服务提供者对不断发出的通信请求置若罔闻时，传输服务提供者除了断开所有连接外别无选择。如果会话层对这一情除了断开所有连接外别无选择。如果会话层对这一情况未采取任何预防措施，那么就必须将出错信息报告况未采取任何预防措施，那么就必须将出错信息报告给最高层，并且可能要求人工干预，以再次尝试不成给最高层，并且可能要求人工干预，以再次尝试不成功的命令。功的命令。236.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议l图图6-2中的最后两个图显示

28、了普通数据和加速数据的传输过程。两中的最后两个图显示了普通数据和加速数据的传输过程。两种情况下都没有显式的数据确认或指示送回给数据发送者。传输种情况下都没有显式的数据确认或指示送回给数据发送者。传输层使用同网络层一样的队列模型，数据通常按顺序递交。但是，层使用同网络层一样的队列模型，数据通常按顺序递交。但是，传输层加速数据服务元素传输层加速数据服务元素T_EXPEDITED_DATA都可以比已在队都可以比已在队列中的其它数据更先一步传送。这一服务元素通常仅用于传送列中的其它数据更先一步传送。这一服务元素通常仅用于传送BREAK DEL或中断键等信息或中断键等信息，这些信息是用户为了中断当前程，

29、这些信息是用户为了中断当前程序的执行而从终端上输入的。假如没有加速数据，那么试想一下，序的执行而从终端上输入的。假如没有加速数据，那么试想一下，如果一个用户从远地通过传输连接与主机相连的远程终端上启动如果一个用户从远地通过传输连接与主机相连的远程终端上启动一个程序，然后在等待此程序终止之前输入一行，这时会产生什一个程序，然后在等待此程序终止之前输入一行，这时会产生什么样情况。如果程序进入无限循环而用户键入的是中断字符么样情况。如果程序进入无限循环而用户键入的是中断字符BREAK，那么，此那么，此BREAK信息将被加到队列的末尾，直到运行信息将被加到队列的末尾，直到运行的进程终止，并且在此的进程

30、终止，并且在此BREAK信息之前的队列项被取走之后它信息之前的队列项被取走之后它才能递交给主机。这就造成了死循环。而使用了加速数据请求之才能递交给主机。这就造成了死循环。而使用了加速数据请求之后，不管队列中有什么数据，此后，不管队列中有什么数据，此BREAK中断信息均可立即递交中断信息均可立即递交给主机。给主机。246.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 256.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议lISO定义了定义了5类面向连接的传输协议类面向连接的传输协议，从简单的，从简单的到最复杂的都有。在连接建立时，到最复杂的都有。在连接建立时，TE（传输传输实体）在主呼实体）在主呼

31、TS用户请求的用户请求的QOS基础上，协基础上，协商所使用的传输协议。当用户和一些简单的网商所使用的传输协议。当用户和一些简单的网络实现打交道时，就可以使用一些复杂的传输络实现打交道时，就可以使用一些复杂的传输协议，以便能提供更优质的服务。协议，以便能提供更优质的服务。l5类传输协议的定义与网络服务的类型有关。类传输协议的定义与网络服务的类型有关。ISO定义了定义了3种类型的网络服务种类型的网络服务。266.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -3种类型的网络服务种类型的网络服务（1）A型网络服务型网络服务：A型网络服务本质上很完善，其分组丢失、重型网络服务本质上很完善，其分组丢失、

32、重复或窜改的概率可以忽略不计。复或窜改的概率可以忽略不计。N_RESET很少使用，从而可以很少使用，从而可以忽略。忽略。A型服务仅需要尽可能简单的传输协议，提供型服务仅需要尽可能简单的传输协议，提供A型服务的型服务的公用广域网几乎没有，但公用广域网几乎没有，但一些小范围的局部网络（如单位内部的一些小范围的局部网络（如单位内部的面向连接的面向连接的SNA或或DECnet网络层）提供的服务却相当接近网络层）提供的服务却相当接近A型服型服务务。（2）B型网络服务型网络服务：B型网络服务提供的网络连接具有可接受的残型网络服务提供的网络连接具有可接受的残留差错率和不可接受的被告知的故障率。残留差错是指未

33、纠正的留差错率和不可接受的被告知的故障率。残留差错是指未纠正的而且是网络服务提供者没有检测到的差错，被告知的故障是指网而且是网络服务提供者没有检测到的差错，被告知的故障是指网络层检测到的并通知络层检测到的并通知TE予以纠正的故障。可告知的故障例子有：予以纠正的故障。可告知的故障例子有：内部拥挤，硬件问题，软件故障等。它需要传输协议建立新的网内部拥挤，硬件问题，软件故障等。它需要传输协议建立新的网络连接和重新同步。也就是说，络连接和重新同步。也就是说，B型网络服务具有完美的分组递型网络服务具有完美的分组递交，但有交，但有N_RESET指示存在。指示存在。公共公共X.25网提供的服务属于网提供的服

34、务属于B型网型网络服务。络服务。276.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -3种类型的网络服务种类型的网络服务（3）C型网络服务型网络服务：C型网络服务相当不可靠，型网络服务相当不可靠，具有不可接受的残留差错率和不可接受的被告具有不可接受的残留差错率和不可接受的被告知故障率的网络连接。即使发生了数据丢失、知故障率的网络连接。即使发生了数据丢失、重复、失序或被篡改等事件，这种网络也不可重复、失序或被篡改等事件，这种网络也不可能检测到差错。因此，驻留在能检测到差错。因此，驻留在C型网络服务之型网络服务之上的传输协议是最为复杂的。提供单纯的无连上的传输协议是最为复杂的。提供单纯的无连接（

35、数报报）服务的广域网、接（数报报）服务的广域网、无线电分组交换无线电分组交换网和很多互连网（如网和很多互连网（如IP）均属此类均属此类。286.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -5类传输协议类传输协议l基于基于3种类型的网络服务，种类型的网络服务，ISO定义了定义了5类运输类运输协议：协议：0类：类：简单类简单类1类：类：基本差错恢复类基本差错恢复类2类：类：多路复用类多路复用类3类：类：差错恢复与多路复用类差错恢复与多路复用类4类：差错检测与恢复类类：差错检测与恢复类 0类和类和2类用于类用于A型网络型网络，1类和类和3类用于类用于B型网型网络络，4类用于类用于C型网络。型网络

36、。296.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -5类传输协议类传输协议（1）TP0：由由CCITT为智能用户电报终端研制为智能用户电报终端研制的的0类协议，提供了最简单的协议机制，以支类协议，提供了最简单的协议机制，以支持持A型网络。它型网络。它为一个传输连接建立一个网络为一个传输连接建立一个网络连接连接，要求并假定网络连接不会出错。，要求并假定网络连接不会出错。依靠下依靠下面网络层对数据的正确传送，传输协议不再进面网络层对数据的正确传送，传输协议不再进行排序和流控。它只提供建立和释放连接的机行排序和流控。它只提供建立和释放连接的机制。制。306.1 6.1 OSI OSI 传输协议

37、传输协议 -5类传输协议类传输协议（2）TP1：为能在为能在X.25网络（网络（B类）高层上运行设计的类）高层上运行设计的1类协议，提供了具有最小服务的连接，即从网络可通类协议，提供了具有最小服务的连接，即从网络可通告的故障中恢复的能力。告的故障中恢复的能力。1类除包括类除包括从从N_RESET中恢中恢复的功能复的功能外与外与0类相似。如果一个给定的传输连接使用类相似。如果一个给定的传输连接使用的网络连接受到的网络连接受到N_RESET的影响，那么传输连接两端的影响，那么传输连接两端的两个传输实体就进行一次重新同步，然后从中断处的两个传输实体就进行一次重新同步，然后从中断处开始继续运行。为了进

38、行重新同步，它们必须跟踪数开始继续运行。为了进行重新同步，它们必须跟踪数据的顺序号，而这在据的顺序号，而这在0类中是不需要的。类中是不需要的。除了从除了从N-RESET中恢复的能力以外，中恢复的能力以外，1类传输协议在网络提供类传输协议在网络提供的功能之上不再提供任何错误控制或流控制。的功能之上不再提供任何错误控制或流控制。316.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -5类传输协议类传输协议（3）TP2：2类传输协议也是为使用可靠的网络（类传输协议也是为使用可靠的网络（A型）型）而设计的。它基本上是对而设计的。它基本上是对0类的增强，类的增强，允许多路复用允许多路复用（几个传输连接使

39、用同一条网络连接）（几个传输连接使用同一条网络连接）。它与。它与0类不同，类不同，在其协议中在其协议中允许两个或多个传输连接向同一个网络连允许两个或多个传输连接向同一个网络连接发送数据接发送数据。当存在着许多个传输连接时，每个连接。当存在着许多个传输连接时，每个连接的流量都相对较小；当通信公司对每个打开的网络连的流量都相对较小；当通信公司对每个打开的网络连接的连接时间收费很高时，这一特性很有用处。例如，接的连接时间收费很高时，这一特性很有用处。例如，3个全是飞机预售票终端的办公室里，本地主机的每个个全是飞机预售票终端的办公室里，本地主机的每个终端都有一个独立的传输层连接与远程计算机交互，终端都

40、有一个独立的传输层连接与远程计算机交互，这时可以把所有传输连接都复用到一条网络连接上，这时可以把所有传输连接都复用到一条网络连接上，以减少网络开销。为实现复用，以减少网络开销。为实现复用，2类协议类协议提供了直接的提供了直接的（显式）流量控制手段（显式）流量控制手段。这是因为，借助于网络层的。这是因为，借助于网络层的间接（隐式）流量控制不可能控制参与复用的多个传间接（隐式）流量控制不可能控制参与复用的多个传输连接中的每一个数据流。输连接中的每一个数据流。326.1 6.1 OSI OSI 传输协议传输协议 -5类传输协议类传输协议（4）TP3：3类传输协议基本上是类传输协议基本上是1类和类和2

41、类的组合。它类的组合。它允允许多路复用，提供从许多路复用，提供从N_RESET中恢复功能，也使用显中恢复功能，也使用显式流量控制式流量控制。它用于支持。它用于支持B型网络。型网络。（5）TP4：4类传输协议类传输协议是针对是针对C型网络服务设计的。型网络服务设计的。它它反映了对传输不可靠的担心，并且相信莫尔非反映了对传输不可靠的担心，并且相信莫尔非（Murphy）定律：如果什么事可能出错则一定会出错。定律：如果什么事可能出错则一定会出错。为此，该协议必须能处理分组的丢失、重复、残损分为此，该协议必须能处理分组的丢失、重复、残损分组、组、N-RESET和网络抛给它的任何错误。不用说，和网络抛给它

42、的任何错误。不用说，4类协议要比其它几类协议复杂得多，类协议要比其它几类协议复杂得多，它类似于它类似于Internet的的TCP。336.2 6.2 Internet传输协议传输协议lInternetInternet在在IPIP层之上使用了两个传输协议层之上使用了两个传输协议：一个是传：一个是传输控制协议输控制协议TCPTCP，它是面向连接的；另一个是用户数据它是面向连接的；另一个是用户数据报协议报协议UDPUDP，它是无连接的（参见图它是无连接的（参见图6-6-3 3）346.2.16.2.1 TCP的基本概念的基本概念lTCP并不对高层协议的数据产生影响。它对待来自高并不对高层协议的数据产

43、生影响。它对待来自高层的协议数据就像它们是不间断的层的协议数据就像它们是不间断的数据数据“流流”一样。一样。因此，对这些数据的所有处理工作都是由高层协议进因此，对这些数据的所有处理工作都是由高层协议进行的。但是，行的。但是，TCP仍试图将这些数据仍试图将这些数据“流流”分隔成一分隔成一些不连续的单元，以便以独立的报文段形式进行发送些不连续的单元，以便以独立的报文段形式进行发送和接收。和接收。lTCP被用于在各种网络上提供有序可靠数据传输能力被用于在各种网络上提供有序可靠数据传输能力的虚电路服务。的虚电路服务。TCP在不可靠的分组传输子网上（这在不可靠的分组传输子网上（这种子网随时都有可能出现数

44、据丢失、损坏、重复传送、种子网随时都有可能出现数据丢失、损坏、重复传送、延迟和错序）提供可靠的进程间的通信机制。为取得延迟和错序）提供可靠的进程间的通信机制。为取得可靠传送，可靠传送，TCP必须检测分组丢失，收不到确认时自必须检测分组丢失，收不到确认时自动重传，以及诸如处理延迟的重复数据报的问题等许动重传，以及诸如处理延迟的重复数据报的问题等许多操作。多操作。356.2.1 6.2.1 TCP的基本概念的基本概念l由于由于TCPTCP具有独立于特定网络的特性，故它有一个关于它的报文具有独立于特定网络的特性，故它有一个关于它的报文段长度（段长度（6565K K字节字节）的规定。）的规定。TCPT

45、CP之间彼此能发送小于这一最大长之间彼此能发送小于这一最大长度的段。假如对等的两个度的段。假如对等的两个TCPTCP实体之间交换的段长度较大，大多实体之间交换的段长度较大，大多数数IPIP层都会将这些报文段划分成小的分段，以满足实际网络对它层都会将这些报文段划分成小的分段，以满足实际网络对它的最大物理分组长度的要求。实际上，的最大物理分组长度的要求。实际上，大多数大多数TCPTCP软件在处理它软件在处理它的段长度时，总是很好地进行选择，使得它恰好满足实际网络的的段长度时，总是很好地进行选择，使得它恰好满足实际网络的要求要求。lTCPTCP是是面向字节流面向字节流的。当两个应用程序转移大量数据时

46、，我们把的。当两个应用程序转移大量数据时，我们把数据看成字节流。数据看成字节流。流投递服务将源机器上发送方交给它的字节序流投递服务将源机器上发送方交给它的字节序列不加改变地在目的机器上传给接收方。列不加改变地在目的机器上传给接收方。TCPTCP为它的高层协议数为它的高层协议数据据“流流”中的中的每一字节都分配一个顺序号每一字节都分配一个顺序号。在与对等的在与对等的TCPTCP交换交换报文段时，报文段时，TCPTCP给这些段附加的控制信息包括该给这些段附加的控制信息包括该段中第段中第1 1个字节的个字节的顺序号以及该段中所有数据字节的个数顺序号以及该段中所有数据字节的个数。这样就使得接收端。这样

47、就使得接收端TCPTCP能将这些段还原成一个不间断的数据能将这些段还原成一个不间断的数据“流流”送给它自己的高层协送给它自己的高层协议。议。366.2.1 6.2.1 TCP的基本概念的基本概念l当需要重传一系列报文段时，当需要重传一系列报文段时，TCPTCP可以方便地可以方便地对数据进行重新封装。例如，它对数据进行重新封装。例如，它能将传送的两能将传送的两个较小的段合并成一个较大的段个较小的段合并成一个较大的段。这种情况往。这种情况往往出现在广域网中。为了提高线路通信效率，往出现在广域网中。为了提高线路通信效率，往往需要传输的段尽可能大一些，从而降低报往往需要传输的段尽可能大一些，从而降低报

48、文段头部信息相对于用户数据的比例。这样做文段头部信息相对于用户数据的比例。这样做的同时也增加了的同时也增加了TCPTCP协议的复杂性，因为接收协议的复杂性，因为接收方必须处理一些这样的段：在重复报文段的情方必须处理一些这样的段：在重复报文段的情况下既包含以前曾接收到的信息，也包含一些况下既包含以前曾接收到的信息，也包含一些新的信息。新的信息。376.2.1 6.2.1 TCP的基本概念的基本概念l图图6-4 示出了从发送方的高层协议通过示出了从发送方的高层协议通过TCP到达接收方到达接收方的高层协议数据传输的完整过程。的高层协议数据传输的完整过程。386.2.1 6.2.1 TCP的基本概念的

49、基本概念l现将该图说明如下现将该图说明如下：（1）发送方的高层协议）发送方的高层协议发出一个数据发出一个数据“流流”给它的给它的TCP实体进行传实体进行传输。输。（2）TCP将此数据流将此数据流分成段分成段。可能提供的传输措施包括：全双工的。可能提供的传输措施包括：全双工的定时重传，顺序传递，安全性指定和优先级指定，流量控制，错定时重传，顺序传递，安全性指定和优先级指定，流量控制，错误检测等。然后将这段交给误检测等。然后将这段交给IP。（3）IP对这些报文段执行它的服务过程，包括创建对这些报文段执行它的服务过程，包括创建IP分组、分组、数据报数据报分割分割等，并在数据报通过数据链路层和物理层后

50、经过网络传给接等，并在数据报通过数据链路层和物理层后经过网络传给接收方的收方的IP。（4）接收方的接收方的IP在可能采取在可能采取检验和重组分段检验和重组分段的工作后，将数据报变的工作后，将数据报变成段的形式送给接收方的成段的形式送给接收方的TCP。（5）接收方的接收方的TCP完成它自己的服务，将报文段完成它自己的服务，将报文段恢复成它原来的数恢复成它原来的数据据“流流”形式，送给接收方的高层协议。形式，送给接收方的高层协议。396.2.1 6.2.1 TCP的基本概念的基本概念 -TCP服务服务l为了使你对为了使你对TCP的功能可以有一个较为清晰的概念，的功能可以有一个较为清晰的概念，下面我