数据通信与计算机网络 第八章 运输层
计算机网络运输层
计算机网络运输层简介计算机网络是由多个不同的硬件设备和软件组成的复杂系统，通过网络连接这些设备和软件，使它们能够进行通信和数据传输。
在网络中，运输层是一个非常重要的层次，负责在源主机和目标主机之间提供可靠的数据传输服务。
本文将介绍计算机网络中的运输层，并详细解释其功能和作用。
运输层的功能和作用运输层是网络协议栈中的第四个层次，位于网络层和应用层之间。
它的主要功能是将数据从源主机传输到目标主机，并确保数据的可靠传输。
具体来说，运输层在数据传输过程中需要完成以下几个重要的任务：1. 传输数据分段在传输层中，数据会被切割成较小的分段进行传输。
这是因为在网络中传输大量数据的时候，如果将数据整体传输过去，会占用大量的带宽和传输资源。
通过将数据分成较小的分段，可以提高传输的效率，并减少网络拥塞的可能性。
2. 端口管理运输层通过端口进行数据的发送和接收。
端口是一个逻辑概念，用于标识运行在源主机和目标主机上的应用程序。
源主机通过端口将数据发送给目标主机上的特定应用程序，而目标主机上的应用程序则通过端口接收数据。
3. 多路复用和分解运输层可以同时为多个应用程序提供数据传输服务。
它通过多路复用将多个应用程序的数据打包在一起，然后通过网络传输给目标主机。
目标主机上的运输层再通过分解操作将接收到的数据分发给相应的应用程序。
4. 可靠性保证在数据传输过程中，网络可能出现丢包、错误和传输延迟等问题，这会导致数据的可靠性降低。
运输层通过使用一系列的机制，如确认、重传和流量控制，来确保数据的可靠传输和顺序交付。
5. 错误检测和纠正为了提高数据传输的可靠性，运输层会使用一些错误检测和纠正的方法，如校验和和序列号。
校验和用于检测数据在传输过程中是否发生了错误，而序列号则用于确保数据的按序传输。
运输层的协议计算机网络中有两个主要的运输层协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCPTCP是一个面向连接的协议，它提供可靠的数据传输服务。
运输层知识点总结
运输层知识点总结运输层是OSI模型中的第四层，负责在主机之间提供端到端的数据传输服务。
运输层使用端口号来识别不同的应用程序，并为这些应用程序提供可靠的数据传输服务。
本文将总结运输层的知识点，包括运输层的功能、协议、特性等内容。
1. 运输层的功能运输层主要有两个功能，一是提供端到端的数据传输服务，二是为应用层提供端口号和流控制。
具体来说，运输层负责将应用层的数据分割成适合传输的数据段，并为这些数据段提供可靠的传输服务。
此外，运输层还负责数据的多路复用与分解，即将来自不同应用程序的数据段合并到一个数据流中传输，然后再分解成适合不同应用程序的数据段。
2. 运输层的协议在运输层有两个主要的协议，即传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP 提供可靠的数据传输服务，具有数据校验、流量控制、拥塞控制等功能，适用于需要可靠数据传输的应用程序，如电子邮件、文件传输等。
UDP则提供不可靠的数据传输服务，不具有数据校验、流量控制等功能，适用于实时性要求高的应用程序，如视频会议、在线游戏等。
3. 运输层的特性运输层有多种特性，包括可靠性、流量控制、拥塞控制等。
其中，可靠性是运输层最重要的特性之一，即保证数据传输的正确性和完整性。
为了实现可靠传输，TCP使用序号、确认应答、重传机制等技术。
流量控制是另一个重要的特性，即控制发送方的发送速率，使得接收方可以处理接收到的数据。
拥塞控制是为了避免网络拥塞，使得网络能够在高负载时保持稳定运行。
4. 运输层的端口号运输层使用端口号来识别不同的应用程序。
端口号是一个16位的数字，范围从0到65535。
其中，0到1023的端口号是系统端口号，用于系统服务和常用应用程序，如HTTP的端口号是80，SMTP的端口号是25。
1024到49151的端口号是注册端口号，用于一些常用应用程序，如FTP的端口号是21，Telnet的端口号是23。
49152到65535的端口号是动态或私有端口号，用于一些临时性应用程序。
计算机网络技术及应用(第二版)第8章 运输层要点
传输层的最高目标是向其用户（一般是指应用 层的进程，即运行着的应用程序），提供有效、 可靠且价格合理的服务。为了达到这一目标， 传输层利用了网络层所提供的服务。传输层完 成这一工作的硬件和软件称为传输实体 （transport entity）。传输实体可能在操作系 统内核中，或在一个单独的用户进程内，也可 能是包含在网络应用的程序库中，或是位于网 络接口卡上。网络层、传输层和应用层的逻辑 关系如图8-1所示。
图8-1 网络层、传输层和应用 层的逻辑关系
主机1 主机2
应用层 传输地址 应用/传输接口 传输实体 TPDU 传输协议 传输/网络接口 网络地址 网络层
应用层
传输实体
网络层
传输层协议通常具有几种责任。
一种责任就是创建进程到进程的通信，通常使用端口 号来完成这种功能。另一种责任是在传输层提供控制 机制，比如差错控制、流量控制及拥塞控制等，UDP 协议提供很简单的控制机制，而TCP却要复杂很多，如 使用确认分组、超时和重传来完成差错控制，使用滑 动窗口协议完成流量控制等。另外，传输层还应当负 责为进程建立连接机制，这些进程应当能够向传输层 的发送数据流。传输层在发送站的责任应当是和接收 站建立连接，把数据流分割成可传输的单元，把它们 编号，然后逐个发送他们。传输层在接收端的责任应 当是等待属于同一个进程的所有不同单元的到达，检 查并传递那些没有差错的单元，并把它们作为一个流， 交付给接收进程。当整个流发送完毕后，传输层应当 关闭这个连接。
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），其数据一般为01023，表8-1中便列出了部分常见的熟知端口。“熟知” 就表示这些端口号是TCP/IP体系确定并公布的，因而 是所有用户进程都知道的。当一种新的应用程序出现 时，必须为它指派一个熟知端口，否则其他的应用进 程都无法和它进行交互。在应用层中的各种不同的服 务器进程不断地检测分配给它们的熟知端口，以便发 现是否有某个客户进程要和它通信。另一类是一般端 口，用来随时分配给请求通信的客户进程，一般来说， 客户进程所使用的端口号都是临时产生的，通信完成 后便释放，所以又称短暂端口号。
计算机网络基础第8章-运输层
传输控制协议 TCP
面向连接 传输单元： – 报文段（segment) “TCP首部+应用层报文”
保证数据传输可靠、按顺序、无丢失、无重复、全双工。
– TCP报文段作为IP数据报中的数据
使用TCP的应用层程序 – 简单邮件传输协议 SMTP (port：25） – 文件传输协议 FTP (port：21） – 远程终端服务 TELNET (port：23） – 万维网，超文本传输协议HTTP (port：80）
例：图8-19、图8-20
– 建立、释放连接 (建立用同步SYN、释放用同步比特FIN） – X 和 y：序号，随机产生。为本连接报文段第一个字节的序号
主机A
（主动打开） SYN，SEQ=x SYN，SEQ=y，ACK=x+1 确认 ACK= y+1
主机B
（被动打开）
确认
流控的目的： – 1. 使接收端来得及接收； – 2. 防止网络拥塞：当网络负荷过重时，时延增大，需重传更 多的报文，加剧拥塞；
可变发送窗口：Min [ 通知窗口，拥塞窗口 ]
• 通知窗口：接收端的接收能力许诺， 接收端(TCP首部)发送端
• 拥塞窗口：发送端根据网络拥塞得到的窗口值。
– 当窗口为 0 时不可发送数据。
TCP报文段格式
32 bit
源端口
序号
目的端口
TCP 首部 偏移 保留
检验和
确认序号
窗口
紧急指针 选项和填充 数据
6 bit：紧急、确认、急迫、重建、同步、终止
TCP报文段首部固定部分各字段意义:
源端口和目的端口 – 各占2个字节，与IP一起构成插口； – 将若干高层协议向下复用，将运输层协议向上分用； 序号 – 4字节，TCP报文被看成是数据流，每个字节都对应一个序号； – 首部中的序号----本报文段所发送的数据中的第一个字节； 确认序号 – 4字节，期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节序号； 数据偏移 – 4 bit，数据开始的地方离TCP报文段起始处的距离----首部长度； – 数据偏移的单位是4字节，4 bit表示15，偏移最大值是60字节； 窗口：2字节；控制对方发送的数据量（字节）； 检验和：检验首部和数据两部分，需加12字节的伪首部，方法同UDP； 选项：长度可变；
数据通信与计算机网络(第二版)-作业答案
数据通信与计算机网络（第二版）-作业答案第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络？计算机网络的最主要的功能是什么？答：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。
计算机网络的主要功能：资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。
2、计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段有什么特点？答：计算机网络的发展可划分为三个阶段。
第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。
最初只是一个单个的分组交换网，并不是一个互联网络。
后来，ARPA才开始研究多种网络互联的技术。
第二个阶段是建成了三级结构的因特网。
分为：主干网、地区网和校园网（或企业网）。
这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所，并且成为因特网中的主要部分。
第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。
答：优点：可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的；灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响；结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现；易于实现和维护；能促进标准化工作。
缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。
4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较，讨论其异同之处。
答：TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层，不同点有：OSI分七层，而TCP/IP分为四层；OSI层次间存在严格的调用关系，两个层实体的通信必须通过下一层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。
5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？答：计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等 6、计算机网络可从哪几个方面进行分类？答：计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。
《计算机网络》-运输层整理版
运输层1、应用进程之间的通信又称为端到端的通信。
2、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）。
3、运输层还要对收到的报文进行差错检测。
4、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。
5、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)6、UDP 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。
7、TCP 则提供面向连接的服务。
TCP不提供广播或多播服务。
8、运输层使用协议端口号(protocol port number)，或通常简称为端口(port)。
9、TCP 最主要的特点：（1）TCP 是面向连接的运输层协议。
（2）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）。
（3）TCP 提供可靠交付的服务。
（4）TCP 提供全双工通信。
（5）面向字节流。
10、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11、UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。
12、TCP 连接的端点不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，也不是运输层的协议端口。
TCP 连接的端点叫做套接字(socket)或插口。
端口号拼接到(contatenated with) IP地址即构成了套接字。
13、14、在发送完一个分组后，必须暂时保留已发送的分组的副本。
分组和确认分组都必须进行编号。
超时计时器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。
15、流量控制(flow control)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。
16、在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞(congestion)。
计算机网络(第6版)课件-运输层共145页PPT
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
计算机网络(第6版)课件-运输层
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
《数据通信与计算机网络》复习题
《数据通信与计算机网络》复习题计算机网络复习第一章概述1、什么是计算机网络？按照覆盖范围可将计算机网络分成哪三种？按照拓扑结构来分可以分成哪几种？计算机网络的功能主要有哪些？从计算机网络的组成上看，计算机网络可以由哪二部分组成？答：计算机网络是以实现远程通信为目的，一些互连的，独立自治的计算机的集合。
按照覆盖范围可分为2）广域网WAN，3）局域网LAN，4）城域网MAN，5）个人区域网PAN。
按拓扑结构可分为星形，树形，总线形，环形各网格形。
主要功能有1）资源共享，2）数据通信，3）提高了系统的可靠性，4）有利于均衡负荷，5）朝代了灵活的工作环境。
从组成在看，计算机网络可由1）能向用户提供服务的若干主机，2）由一些专用的通信处理机和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网，3）为主机与主机，主机与通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议，即通信双方事先约定的，共同遵守的一组规则三部分组成.2、什么是计算机网络协议？协议的三要素是什么？答：为在网络中进行数据交换而建立的规则，标准或约定称为网络协议。
协议的三要素：语法，语义，同步。
3、计算机网络的体系结构是指什么？常见的计算机网络的体系结构由哪几种？各由几层组成？分别说明各层的作用？答：计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其服务和协议的集合，也就是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义，以作为用户进行网络设计和实现的基础。
常见的有OSI 参考模型，由物理层（是为数据链路层提供一个物理连接，在物理媒体上透明地传送比特流）数据链路层（是屏蔽物理层的特性，为网络提供一个数据链路连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输）网络层（是为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换结点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层）运输层（是为会话层用户提供一个端到端的可靠，透明和优化的数据传输服务机制）会话层（是为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制，允许不同主机上的各种进程之间进行会话，并参与管理）表示层（为上层用户解决用户信息的语法问题）应用层（为特定类型的网络应用提供了访问OSI 环境的手段）七个层次组成。
计算机网络概论-第8章 运输层
16
24 目 的 端 口
31
序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针 （长 度 可 变） 填 充
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
保留字段——占 6 bit，保留为今后使用，但目前 应置为 0。
8.2.2 UDP 用户数据报的 首部格式
应用层报文 应用层
UDP 首部
UDP 用户数据报的数据部分
运输层
IP 首部
IP 数据报的数据部分
网络层
8.2.2 UDP 用户数据报的 首部格式
字节 4 源 IP 地址 字节 12 伪首部 4 目的 IP 地址 2 源端口 2 目的端口 1 0 1 2 17 UDP长度 2 检验和
2 长 度
UDP 用户数据报 发送在前 首 部
首 部
数
据
数 IP 数据报
据
在计算检验和时，临时把“伪首部”和 UDP 用户数据 报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。
字节 4 源 IP 地址 字节 12 伪首部 4 目的 IP 地址 2 源端口 2 目的端口 1 0 1 2
17 UDP长度 2 检验和
比特 0
8 源 端 口
16
24 目 的 端 口
31
序 号 TCP 首部 确 数据 偏移 保 留 认 号 窗 口 紧 急 指 针 （长 度 可 变） 填 充
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
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)。
计算机网络体系结构及协议之运输层
3.5.1运输层1.运输层在中的地位和作⽤ OSI七层模型中的物理层、数据链路层和络层是⾯向络通信的低三层协议。
运输层负责端到端的通信,既是七层模型中负责数据通信的层,⼜是⾯向络通信的低三层和⾯向信息处理的⾼三层之间的中间层。
运输层位于络层之上、会话层之下,它利⽤络层⼦系统提供给它的服务去开发本层的功能,并实现本层对会话层的服务。
运输层是OSI七层模型中最重要、最关键的⼀层,是惟⼀负责总体数据传输和控制的⼀层。
运输层的两个主要⽬的是:第⼀,提供可靠的端到端的通信;第⼆,向会话层提供独⽴于络的运输服务。
在讨论为实现这两个⽬标所应具有的功能之前,先考察⼀下运输层所处的地位。
⾸先,运输层之上的会话层、表⽰层及应⽤层均不包含任何数据传输的功能,⽽络层⼜不⼀定需要保证发送站的数据可靠地送⾄⽬的站;其次,会话层不必考虑实际络的结构、属性、连接⽅式等实现的细节。
根据运输层在七层模型中的⽬的和地位,它的主要功能是:对⼀个进⾏的对话或连接提供可靠的运输服务,在通向络的单⼀物理连接上实现该连接的复⽤,在单⼀连接上提供端到端的序号与流量控制、端到端的差错控制及恢复等服务。
运输层反映并扩展了络层⼦系统的服务功能,并通过运输层地址提供给⾼层⽤户传输数据的通信端⼝,使系统间⾼层资源的共享不必考虑数据通信⽅⾯的问题。
2.运输服务 运输层的服务包括的内容有:服务的类型、服务的等级、数据传输、⽤户接⼝、连接管理、快速数据传输、状态报告、安全保密等。
(1)服务类型。
运输服务有两⼤类,即⾯向连接的服务和⽆连接的服务。
⾯向连接的服务提供运输服务⽤户之间逻辑连接的建⽴、维持和拆除,是可靠的服务,可提供流量控制、差错控制和序列控制。
⽆连接服务即数据报服务,只能提供不可靠的服务。
需要说明的是,⾯向连接的运输服务与⾯向连接的络层服务⼗分相似,两者都向⽤户提供连接的建⽴、维持和拆除,⽽元连接的运输服务与元连接的络层服务也⼗分相似。
那么,既然运输层服务与络层服务如此相似,⼜为什么要将它们划分成两个层次呢?前⾯章节已经介绍过,络层是通信⼦的⼀个组成部分,络服务质量并不可靠,如会频繁地丢失分组、络层系统可能崩溃或不断地进⾏络复位。
数据通信与计算机网络传输层
UDP不保证数据的可靠传输，可 能会出现数据丢失或乱序的情况 。
03
UDP提供简单的拥塞控制机制， 以避免网络拥塞。
04
传输层协议比较
TCP和UDP各有优缺点，适用于不同的应用场 景。TCP适用于需要可靠数据传输的场景，而 UDP适用于对实时性要求较高的场景。
TCP提供可靠的数据传输服务，但可能会因为 过多的确认和重传导致延迟。UDP简单高效， 但可能会出现数据丢失或乱序的情况。
TCP采用字节流传输数据，并使用序列号对数据进行排序和重组，确 保数据的完整性和顺序。
TCP提供流量控制和拥塞控制机制，以避免网络拥塞和数据丢失。
UDP协议
01
UDP（用户数据报协议）是一种无 连接的协议，提供不可靠的数据传 输服务。
02
UDP简单高效，适用于对实时性 要求较高的应用，如音视频传输
详细描述
VPN技术通过加密和解密手段，保护数据在公共网络上的传输安全。它广泛应用于远程办公、在线银 行等领域，能够提供安全的网络连接和数据传输服务。
无线传输技术
总结词
无线传输技术是一种利用无线电波进行 数据传输的技术。
VS
详细描述
无线传输技术具有灵活、便捷的优点，能 够实现快速、远距离的数据传输。它广泛 应用于移动通信、无线网络等领域，为人 们提供了更加便利的信息传递方式。
异步传输和同步传输
异步传输是字符同步传输方式，同步 传输则是位同步传输方式。
数据交换技术
电路交换
电路交换是一种实时交换方式， 通信双方在通信过程中始终占用
通信电路。
报文交换
报文交换是一种存储转发交换方式， 通信双方发送的报文先存储在交换 设备中，然后再根据目的地址选择 合适的路径发送。
第8章运输层
只要发送缓存从发送进程得到的数据到达MSS字节时， 就组装成一个TCP报文段，然后发送出去；（按数量） （2）发送端的应用进程指明要求发送报文段，即TCP支 持的推送（push）操作；（按紧迫度） （3）发送端的一个计时器时间到了，这时就把当前已有 的缓存数据装入报文段发送出去。（按时间）
§8.3 用户数据报协议UDP
8.3.1、用户数据报的用途 优点： ①发送数据之前不需要建立连接，因而减少了 开销和发送数据之前的时延； ②UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付； ③UDP用户数据报只有8个字节的首部开销， 比TCP的20个字节的首部要短； ④由于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。这对某些实 时应用是很重要的。
确认序号：占4字节，是期望收到对方下次发送 的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的 下一个报文段首部中的序号值。
数据偏移：占4比特，表示数据开始的地方离TCP报文 段的起始处有多远。这实际上就是TCP报文段首部的长 度。由于首部长度不固定，因此数据偏移字段是必要的。 保留字段： 6比特，供今后使用，目前置为0。 6个比特的控制字段 紧急比特URGent：当URG=1时，表明此报文应尽快传 送，而不要按原来的排队顺序来传送。与“紧急指针” 字段配合使用，由于数据中既有普通数据又有紧急数据， 紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节 的序号，使接收方可以知道紧急数据共有多长。
终止比特FINal：用来释放一个连接，当FIN=1时，表 明欲发送的字节串已经发完，并要求释放传输连接。
窗口Window：占2字节。此窗口告诉对方， “在未收到我的确认时，你能够发送的数据的字 节数至多是此窗口的大小。”
计算机网络技术 第8章 传输层
第 8 章 传输层
207
主机X
传输层是 OSI 模型中最重要的一个层，其涉及在源主机与目标主机的进程之间提供端 到端的可靠数据传输，并使之与当前使用的通信子网无关。为此，传输层引入了不少新概 念与新机制。
首先，引入了网络进程标识的概念。在单机上，为了区别不同的进程，采用进程标识 或进程号(Process ID)来惟一地标识进程。但是在网络环境中，这种由主机各自独立分配的 进程号已经不能明确地标识进程了。例如，当我们说“进程 3 与进程 8 在进行通信时”，它 的语义是非常模糊的，人们会问“到底是哪台主机的进程 3 与哪台主机的进程 8 在进行通
在TCP/IP的传输层，用来标识网络进程的标识被称为端口号(Port ID)。端口号被定义成 一个 16Bit长度的整数，其取值范围是从 0 到 216－1 之间的整数。由于TCP/IP传输层的TCP 和UDP两个协议是两个完全独立的协议模块，因此它们的端口号也相互独立，即各自可独 立拥有 216个端口。
表 8.1 第 8 章学习导航
驱动问题 为什么在网络层之上要有传输层？
传输层如何标识不同的网络进程？ 网络服务质量有优劣之分吗？哪些因 素会影响网络服务质量？ TCP/IP 的传输层由哪些协议组成？为 什么要提供两大类不同的协议？ TCP 和 UDP 是如何标识网络通信进程 的？ TCP 的可靠传输是如何实现的？
首先，从网络通信的角度，虽然网络层实现了从源主机到目标主机的数据通信，但是
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CC TPDU (Refuse)
CC TPDU (Refuse/Accept)
T-Connect. Rsp (Refuse/Accept)
22
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
连接释放
运输用户A
运输 实体A
T-Disconnect.Req
使用确认-超时方法检测是否出现需要重传的情况。 接收运输实体确认每个成功的TPDU 。 使用重传计时器判断超时。
30
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
如何设置合适的重传计时器值？ 计时器值固定 基于观察值
31
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
运输层部分重要计时器
计时器
说明
重传计时器T1 重发一个未确认的TPDU
10
8.2 运输协议机制
根据与用户要求的差错行为有关的质量对网络服 务分类： A型网络服务 B型网络服务 C型网络服务
11
8.2.1 寻址
运输层寻址：运输服务访问点（Transport Service
Access Point，TSAP）。
运输层用户
TSAP
运输实体
NSAP
网络层实体 及下层实体
16
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
2种类型的流量控制
层内流控（对等流控）：指同一层内的实体之间的
流量控制。 TS用 户 A
TS用 户 B
运输实体a
运输实体b
网络层
17
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
层间流控：指不同层实体之间的流控。
实体1
数据 确认
确认 数据
实体2
一层实体向另一层实体发出信息时必须得到该实体的 同意，从而实现这两个层次之间的流量控制。
6
8.1.2 服务质量
服务质量参数 连接建立延迟 连接建立失败概率 吞吐量 残留差错率 传输延迟 保护性 优先权 回弹率
7
8.1.2 服务质量
QoS协商（选项协商）
运输服 务用户
TSU1
运输服 务用户
TSU2
QoSБайду номын сангаас QoS0
QoS1 QoS0
运输实体 TE1
QoS2 QoS0
寻址例：一个时间服务进程
13
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
A型网络提供可靠的网络服务，其上的运输协议比较简单。 A型网络服务可分为三种情况：
可靠、顺序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度不能超过最大长度的网络服务
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8.2.2 A型网络服务上的运输协议
重建连接计时器 在同一对用户之间从释放连接到建立另一条连接间的最 小时间
窗口计时器 重发CR计时器 保持计时器TR 不活动计时器I
AK TPDU间的最大时间 重发CR TPDU的时间 收不到确认而终止连接的时间 收不到TPDU而终止连接的时间
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8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重复检测 三种可能产生重复的情况 可以用序号来识别重复，但处理起来并不很容易。 分两种情况对待： 在连接释放前收到重复TPDU。 在连接释放后收到重复TPDU。
18
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
对等流控的目的是为了限制数据（TPDU）的发送速度， 因为： 接收方用户可能跟不上数据流。 接收方运输实体可能跟不上TPDU流。
运输实体通过缓冲区实现对等流控的几种措施： 1. 接收运输实体什么都不做。 2. 用网络服务来完成。 3. 滑动窗口机制 4. 信用量方案
TS用户数据 TS用户数据
TS用户数据 连接释放原因，TS用户数据
5
8.1.2 服务质量
服务质量（Quality of Service，QoS） QoS衡量运输层的总体性能。
为满足运输层QoS，运输层需要弥补网络层服务质量的缺 陷。 如果网络层服务质量比较高，那么运输层实现比较简单； 如果网络层服务质量比较低，那么运输层实现比较复杂。
QoS5 QoS0
QoS3 QoS0
QoS4 QoS0
运输实体 TE2
QoS0:最低QoS
QoS3:TE2建议的QoS
QoS1:TSU1期望的Qos
QoS4:TSU2可接受的QoS
QoS2:TE1建议的QoS
QoS5:各方都能接受的QoS
通常：QoS1 QoS2 QoS3 QoS4 QoS5 QoS0
7 01
6
2
5 43
B确认5个DT TPDU
并可再收7个DT TPDU
即发送AK 7 CREDIT 7
7 01
6
2
5 43
21
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
连接建立
运输用户A
运输 实体A
T-Connect. Req
运输 实体B
运输用户B
CR TPDU
T-Connect. Ind
T-Connect. Cnf (Refuse)
运输 实体B
运输用户B
f
DR TPDU DC TPDU
T-Disconnect.Ind T-Data.Req
丢失
23
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠无序网络服务 网络服务百分之百可靠 数据长度为任意 但可能有失序情况发生
讨论1个问题：对于这种网络服务，为什么必须使用序 号来标明各TPDU之间的关系？ 流控中的问题 连接建立中的问题
26
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠有限长网络服务 网络服务不能接受任意长数据，即TPDU长度不能超过 某一最大值。 如果用户要求发送的数据块超过最大值，那么必须把数 据分割成较小的段，然后一段一段发送，接收方再把这 些段拼接成块，然后再交给用户。 需要有一个块结束标志EOT，运输实体收到带有 EOT的DT TPDU后，把前面收到的没有EOT的DT TPDU顺序拼接在一起交给用户。
可靠的顺序网络服务
可接受任意长的信息 百分之百地可靠 按顺序传递数据到目的地
讨论3个问题
复用 流量控制 连接建立和终止
15
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
复用 运输协议实现对运输服务用户的复用：多个用户使用同 一个运输协议，它们通过TSAP加以区分。 对于网络服务而言，运输实体也实现复用： 多条运输连接复用一条网络连接； 一条运输连接可以使用多条网络连接。 对应有2种复用 向上复用：复用/解复用 向下复用：分流/合流
5 43
A收到 AK 7 CREDIT 7
7 6
0
1 2
5 43
N=0 N=1 N=2
N=3 N=4 AK 2 CREDIT 5
N=5 N=6 N=7 AK 7 CREDIT 7
TPDU的确认和流量控制是分开的。
7 01
6
2
5 43
B可以接受 7DT TPDU
B确认3DT TPDU 并可再收5个DT TPDU 即发送AK 2 CREDIT 5
运输协议 TPDU
网络
运输层用户
运输实体
网络层实体 及下层实体
12
8.2.1 寻址
相对于TSAP，网络层寻址为网络服务访问点（Network Service Access Point，NSAP）。
TCP/IP协议中 TSAP即TCP为端口号（port number） NSAP即IP地址 NSAP（IP地址）和TSAP（TCP端口号）的结合唯一 地标识了一个主机上的一个应用进程。
TPDU
含义
CR
运输连接请求，要求与对等运输实体建立运输连接
CC
确认，对CR TPDU的确认
DR
释放请求，要求释放与对等运输实体之间的运输连接
DC
确认，对DR TPDU的确认
DT，DATA
数据，一个运输实体向对等运输实体发送用户数据
AK，ACK
确认，对数据TPDU的认可
REJ，REJECT 拒绝，对数据TPDU拒绝接受
33
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
对于连接释放前收到重复TPDU，需注意两种情况： 可能多个AK TPDU确认同一个DT TPDU； 在TPDU生存期内发生序号循环。
运输实体A
N=0 N=1 N=2 N=0 N=1 N=3 N=4 N=5 N=6 N=7 N=0
延迟 延迟分组
运输实体B
24
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务流控中的问题
运输实体A
运输实体B
N=0
N=1
N=2
.
N=3
.
N=4
.
N=5
AK 1 CREDIT 5 AK 1 CREDIT 3
25
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务连接建立中的问题
运输实体A CR TPDU
运输实体B
CC TPDU DT TPDU DR TPDU
C型网络 网络服务不可靠，不仅有数据丢失、失序，而且有网络复位、连接 断开等。 相应的运输实体是最复杂和最困难的。
讨论6个问题 重传策略 重复检测 流量控制 连接建立 连接释放 崩溃恢复
29
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重传策略 需要重传的两种情况 TPDU信息被破坏，但能到达目的运输实体； TPDU没有到达目的地。
如何解决当系统崩溃时无法知道序号或连接标识符的问 题？ 引入生存期的概念：每个TPDU在通信子网中停留时 间不能超过生存期。 可用的技术 受限制的子网设计。 每个TPDU设置一个站计数器。 每个TPDU加上时间信息。
T-Expedited-Data.Req T-Expedited-Data.Ind