6第7章 传输层

主机A 程序A 主机B 程序B
网卡 网络管理软件 套接字
7.1 传输层概述
7.1.3 套接字 端口号拼接到(contatenated with) IP 地址即构成了套接字。 套接字 socket = (IP地址: 端口号) 每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套 接字）所确定。即： TCP 连接 ::= {socket1, socket2} = {(IP1: port1), (IP2: port2)}
位0
8
源 端 口
16
24
目 的 端 口
31
发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
数据偏移（即首部长度）——占 4 位，表示TCP报文的首部长度（从图中纵向 上看，以32位为单位，表明在TCP报文首部中包含有5个32位的固定首部，即 20字节的固定首部），由于4位二进制数表示的最大十进制数是15，因此数据 偏移的最大值是(4字节×15)60字节,这也就是TCP首部的最大长度，即选项长 度不能超过40字节。
位0
8 源 端 口
16
24 目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
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)。
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源 端 口
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
复位比特RST (ReSeT) —— 当 RST 1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错 （如由于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。
位0
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源 端 口
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
7.2 传输控制协议TCP
7.2.2 TCP报文格式


TCP层传输的数据单元是报文，也称为报文段， 一 个TCP报文段由首部和数据段两部分组成。 首部是TCP为了实现端到端可靠传输所加上的控制信 息，而数据段部分则是由高层即应用层来的数据。
7.2 传输控制协议TCP
7.2.2 TCP报文格式

7.1 传输层概述
7.1.2 进程和端口号 端口在进程之间的通信中所起的作用
7.1 传输层概述
7.1.2 进程和端口号 端口可以分为两大类： （1）服务器端使用的端口号： • 专用端口号：也称为熟知端口号，绑定于一些特定的服务，通 常带有这些端口号的通信明确表明了某种服务的协议，这种端 口号不可再重定义它的作用对象。 • 注册端口号：1024～49151，多数没有明确的定义服务对象， 不同程序可根据实际需要自己定义，比如远程控制软件和木马 程序中都会有这些端口号的定义。 （2）客户端口：49152～65535，仅在客户进程运行时才动态分 配，是留给客户进程暂时使用时选择。通信结束后被收回，供 其他客户进程以后使用。
7.1 传输层概述
7.1.2 进程和端口号
• 端口号：操作系统为不同的网络应用提供了一个用于 区分不同网络通信进程的标识。端口号是16位的二进 制数，即位于0～65535之间的整数。 • 每个通信进程产生时都同时被设定一个端口号用来标 识该进程，且端口号在同一个操作系统上是唯一的。 • 客户进程向某个服务器请求一种服务时，请求信息中 指明服务器某个特定的端口号，服务器便可以将所接 收的服务请求提交对应该端口号的服务进程。客户进 程在发送服务请求时，随即也产生一个客户进程端口 号，客户端与服务器就这样相互识别进行通信。
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源 端 口
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
保留字段——占 6 位，保留为今后使用，但目前应置为 0。
位0
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源 端 口
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
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20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
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。
位0
8
源 端 口
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针 20 字节 固定 首部
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检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
确认号字段——占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一 个字节的序号。
计算机网络
第7章 传输层
第7章 传输层
基本要求： 通过本章的学习，我们要了解传输层的功能及 端口号的作用；掌握无连接服务与面向连接服务的 异同；了解TCP与UDP数据报的结构；掌握TCP协议 发起连接三次握手的过程以及断开连接四次握手的 机制；熟练掌握TCP窗口机制控制流量、网络中的 拥塞控制机制、拥塞窗口大小的变化过程、序列号 大小的计算等。
物理介质
物ห้องสมุดไป่ตู้介质
图 7-2 数据通信的过程
7.1 传输层概述
7.1.2 进程和端口号
• 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。
7.2 传输控制协议TCP
TCP指定了两台计算机之间为了进行可靠传输而交换 的数据和确认信息的格式，以及计算机为了确保数据 的正确到达而采取的措施。
在Internet中看TCP与IP的关系
7.2 传输控制协议TCP
7.2.1 TCP所提供服务的主要特点




TCP 是面向连接的传输层协议。 每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint)，每 一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。 TCP 提供可靠交付的服务。 TCP 提供全双工通信。 采用字节流。 可靠的连接建立。
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目 的 端 口
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发 送 序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针
U A P R S F R C S S Y I G K H T N N
20 字节 固定 首部
检 验 和
选
项
（长 度 可 变）
填
充
确认比特ACK —— 只有当 ACK 1 时确认号字段才有效。当 ACK 0 时，确认号无效。
7.1 传输层概述
7.1.4 Internet传输层的两个重要协议
TCP/IP 的运输层有两个不同的协议：
(1) 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)
(2) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
7.1 传输层概述
7.1.4 Internet传输层的两个重要协议

TCP层传输的数据单元是报文，也称为报文段， 一 个TCP报文段由首部和数据段两部分组成。 首部是TCP为了实现端到端可靠传输所加上的控制信 息，而数据段部分则是由高层即应用层来的数据。
7.2.2 TCP 报文段的首部格式
32 位
位 0 8 源 端 口 16 24 目 的 端 口 31
发 送 序 号
7.1 传输层概述
7.1.1传输层功能及提供的服务
传输层为应用进程间提供逻辑通信
主机H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 路由器 R1 R2 网络层 链路层 物理层 路由器 R2 R3 网络层 链路层 物理层 路由器 R3 主机H2
逻辑端到端传输
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
7.1 传输层概述
7.1.1传输层功能及提供的服务
• 从通信和信息处理的角度看，传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。 • 传输层协议是在端系统中，而不是在路由器中实现的。 • 传输层协议要提供端到端的错误恢复与流量控制，对网 络层出现的丢包、乱序或重复等问题作出反应。 • 传输层扩展网络层服务功能，为高层提供可靠数据传输 ，即它是资源子网与通信子网的界面与桥梁。