第4章__传输层

4.3.4 选择重传

这种个别地、按需的重传要求接收方逐个地确 认正确接收的分组，再次用窗口长度N来限制 流水线中未被确认的分组数。然而，与GBN不 同的是，发送方已经收到了对窗口中某些分组 的ACK，发送方所采取的各种动作如下：
1.从上层收到数据 ； 2.超时； 3.收到ACK .
表4.4列出多种用于提供可靠数据 传输的机制
4.3.3 Go-Back-N (GBN)

Go-Back-N协议中，允许发送方传输多个分组 (当有多个分组时)而不需等待确认，但它也受 限于在流水线中未确认的分组数不能超过最大 允许数N。那些已被传输但还未被确认的分组 的许可序号范围可以被看成是一个在序号范围 内大小为N的“窗口”。随着协议的运行，该 窗口在序号空间内向前滑动。因此，N常被称 为窗口长度(window size)，GBN协议常被称为 滑动窗口协议(sliding—window protocol)。
4.2用户数据报协议UDP

4.2.1 UDP协议概述表 如下表4.2给出了一些应用和应用层协议 主要使用的传输层协议。
4.2用户数据报协议UDP

4.2.2 UDP报文段的结构 UDP信息包由UDP标题和数据组成。UDP的 标题结构如图所示,它由5个域组成：源 端 端 口 (SourcePort), 目 的 地 端 口 (DestinationPort)、用户数据包的长度 (Length)和校验和（Checksum)。
4.4.5 TCP连接管理
4.4.5 TCP连接管理

设主机B中运行TCP的服务器进程，如图4.9所 示，先发出一个被动打开（passive open）命 令，准备接受客户进程的连接请求。然后服务 器进程就处于“听”（listen）的状态，不断 检测是否有客户进程要发起连接请求。如有， 立即做出响应
传输层是怎样实现多路分解服 务的呢？

主机上的每个套接字被分配一个端口号， 端口是个非常重要的概念，因为应用层 的各种进程是通过相应的端口与运输实 体进行交互。端口用一个16bit端口号进 行标志。
端口


端口号分为两类，一类是由因特网指派 名字和号码公司ICANN负责分配给一些 常用的应用层程序固定使用的熟知端口 （well-known port），其数值一般为 0~1023，例如: 表4.1常用的应用层程序固定使用的熟知 端口
4.1.2 因特网传输层概述

UDP和TCP还可以通过在其报文段的首部 中添加差错检测字段从而提供完整性检 查。进程间数据交付和差错检查是两种 最低限度的运输层服务，也是UDP所能提 供的仅有的两种服务。特别是，UDP和IP 一样，它也是一种不可靠服务，即不能 保证一个进程所发送的数据能够完整无 损地到达目的进程。
4.5拥塞控制

4.5.1 拥塞控制的基本概念

当通信子网中有太多的分组时，网络性 能降低，这种情况就叫拥塞。其本质为 网络对资源的需求大于可用资源，导致 拥塞出现表示荷载超过了资源的承受能 力。

4.5.2 拥塞控制的基本方法 很多像计算机网络这样的复杂系统中的 问题，都能从控制论的角度进行解释， 这种方法导致将拥塞控制方法分为两类 一类是开环控制，一类是闭环控制。
4.1.3 多路复用与多路分解


接收主机将一个收到的传输层报文段定向到适 当的套接字，在每个传输层报文段中设置了几 个字段，在接收端，传输层检查这些字段并标 识出接收套接字，然后将报文段定向到该套接 字。将传输层报文段中的数据交付到正确的套 接字的工作称为多路分解。 从在原主机的不同套接字中收集数据块，并为 每个数据块封装上首部信息从而生成报文段， 然后将报文段传递到网络层的工作称为多路复 用。
4.3可靠数据传输的原理


如何得到一个完整的可靠数据传输协议 呢？我们来讨论下面两个协议 1、完全可靠信道上的可靠数据传输： 2、具有比特差错信道上的可靠数据传输：
4.3.1 构造可靠数据传输协议

控制报文使得接收方可以让发送方知道 哪些内容被正确接收，哪些内容接收有 误从而需要重传。在计算机网络环境中， 基于这样的重传机制的可靠数据传输协 议叫自动重传请求协议（ ARQ ）
计算机网络实用教程
第4章 传输层
目录


4.1概述 4.1.1 传输层和网络层的关系 4.1.2 因特网传输层概述 4.1.3 多路复用与多路分解 4.2用户数据报协议UDP 4.2.1 UDP协议概述 4.2.2 UDP报文段的结构 4.2.3 UDP校验和
目录


4.3可靠数据传输的原理 4.3.1 构造可靠数据传输协议 4.3.2 流水线可靠数据传输协议 4.3.3 Go-Back-N 4.3.4 选择重传 4.4面向连接的TCP协议 4.4.1 TCP连接 4.4.2 TCP报文段结构
4.2.2 UDP报文段的结构
32位
0 15 16 32
源端口号 用户数据包的长度
目的端口号 检查和
数据（Date）
4.2.3 UDP校验和

UDP校验和提供差错检测。即效验和用于 确定当UDP报文段从源到达目的时，其中 的比特是否发生了改变(例如，由于链路 中或者当在路由器中存储数据时的噪声 干扰)。发送方的UDP对报文段中的所有 16比特字的和进行1的补运算，求和时遇 到的任何溢出都被丢弃。得到的结果放 在UDP报文段中的效验和字段。
如下图传输层在网络体系结构 中所处的地位。
4.1概述


传输层协议为运行在不同主机上的应用进程之 间提供了逻辑通信，应用进程之间使用传输层 提供的逻辑通信功能发送报文，而无需考虑承 载这些报文的物理基础设施。 传输层协议为其调用的网络应用程序提供不同 的传输层服务。因特网有两种协议，即TCP和 UDP。他们分别提供面向连结和无连接的服务。
4.1.2 因特网传输层概述


UDP和TCP最基本的任务是，将两个端系 统间IP的交付服务扩展为运行在两个端 系统上的进程之间的交付服务。 将主机间交付扩展到进程间交付被称之 为传输层的多路复用(transportlayermultiplexing)与多路分解 (demultiplexing)。我们将在下一节讨 论传输层的多路复用与多路分解。
表4.1常用的应用层程序固定使用 的熟知端口
4.1.3 多路复用与多路分解

TCP中的多路复用与多路分解可以分为两种：
无连接的多路复用与多路分解；无连接的服

务就是在传送数据之前不需要建立连接， 数据传送结束后，不需要给出任何确认。 面向连接的多路复用与多路分解。面向连接 的服务要求在传送数据之前先建立连接， 数据结束后要释放连接。TCP提供的是面 向连接的服务。
4.4.5 TCP连接管理
在连接建立过程中要解决以下3个问题。 (1) 要使每一方能够确知对方的存在。 (2) 要允许双方协商一些参数（如最大报文段长 度，最大窗口大小，服务质量等）。 (3) 能够对传输实体资源（如缓存大小，连接表 中的项目等）进行分配。 TCP的连接建立采用客户服务器方式。主动发 起连接建立的应用程序叫做客户（client)， 而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器 （server）。
4.1.3 多路复用与多路分解
4.1.3 多路复用与多路分解

上图4.3所示传输层的多路复用(multiplexing) 与多路分解(demultiplexing)，也就是将网 络层所提供的主机到主机交付服务扩展到 在主机上运行的应用程序到应用程序的交 付服务，多路复用与多路分解服务是所有 计算机网络都需要的。
如下图4.2 所示端到端的协议
高层 传输层 网络层 网络接口 传输层看到的通信系统 路由器 网络层 网络接口 网络1 网络2 高层 传输层 网络层 网络接口
4.1.2 因特网传输层概述


TCP/IP网络，为应用层安排了两种截然不同的 传输层协议。一种是UDP协议（用户数据报协 议User Datagram Protocol ），为调用它的 应用程序提供了一种不可靠、无连接的服务。 另一种是TCP（传输控制协议Transmission Control Protocol），为调用它的应用程序提 供了一种可靠的、面向连接的服务。 设计一个网络应用程序时，该程序的开发人员 必须指定使用这两种传输层协议的哪一种，是 选择UDP还是选择TCP.
4.3.1 构造可靠数据传输协议
基本上，ARQ协议中还需要另外三种功能 来处理存在的比特差错： 1.差错检测 ； 2.接收方反馈 ； 3.重传

4.3.2 流水线可靠数据传输协议

不使用停等方式运行，允许发送方发送 多个分组而无需等待确认；由于从发送 方向接收方传输的众多分组可以被看成 是填充到一条流水线中，故这种技术被 称为流水线(pipelining)。
4.1.1 传输层和网络层的关系
在TCP/IP协议栈中，传输层位于网络层之 上，传输层为运行在不同主机上的进程 之间提供了“逻辑通信”。逻辑通信的 意思是：传输层之间的通信好像是沿水 平方向传送数据。但事实上这两个传输 层之间并没有一条水平方向的物理连接。 网络层则提供了主机之间的逻辑通信。 传输层协议只工作在端系统。
4.3.4 选择重传

在GBN协议中本身也存在性能问题。尤其是当 窗口长度和带宽时延累积都很大时，在流水线 中会有很多分组。一个分组的差错就可能引起 GBN重传大量分组，其中许多分组也许根本没 有必要重传。随着信道差错率的增加，流水线 可能会被这些没必要重传的分组填满。选择重 传(SR)协议通过让发送方仅重传那些它怀疑在 接收方出错(即丢失或受损)的分组从而避免了 不必要的重传。
4.4面向连接的TCP协议
4.4.1 TCP连接 4.4.2 TCP报文段结构 TCP数据被封装在一个IP数据报中，如图 4.5所示：