第4章TCPIP协议簇3精品PPT课件
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《TCPIP协议》PPT课件
TCP帧结构 帧结构
0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 -------------------------------+-------------------------------+ +-------------------------------+-------------------------------+ | Source Port | Destination Port | -------------------------------+-------------------------------+ +-------------------------------+-------------------------------+ | Sequence Number | ---------------------------------------------------------------+ +---------------------------------------------------------------+ | Acknowledgment Number | +-------+-----------------------+-------------------------------+ -------+-----------------------+-------------------------------+ | Data | |U|A|P|R|S|F| | | Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window | | | |G|K|H|T|N|N| | -------+-----------------------+-------------------------------+ +-------+-----------------------+-------------------------------+ | Checksum | Urgent Pointer | -------------------------------+---------------+---------------+ +-------------------------------+---------------+---------------+ | Options | Padding | -----------------------------------------------+---------------+ +-----------------------------------------------+---------------+ | data | ---------------------------------------------------------------+ +---------------------------------------------------------------+
《TCPIP协议》课件
数字签名应用
数字签名可以应用于数据的完整性验证和身份认证过程，如数字证书用于验证网站的身份 ，数字签名用于验证软件和文件的来源和完整性等。
06
TCP/IP协议的发展趋势
IPv6的发展与推广
IPv6是下一代互联网协议，具有更大的地址空间和更高的安全性，能够解决IPv4 地址耗尽的问题。IPv6的推广和应用已经成为全球互联网发展的重要趋势。
发给收件人的邮件服务器，收件人通过邮件客户端应用程序下载和阅读邮件。
文件传输协议（FTP）
总结词
文件传输协议是TCP/IP协议中用于文 件传输的标准协议，它使用FTP命令 来传输文件。
详细描述
FTP允许用户在本地计算机和远程服 务器之间上传、下载和管理文件。 FTP服务器通常需要用户名和密码进 行身份验证，以确保文件的安全性。
IP数据报的路由选择
路由选择的概念
路由选择的原则
路由选择是指数据报在网络中的传输 路径选择，由路由器根据路由表进行 决策。
路由选择的原则包括最短路径、最少 跳数、最低成本等，路由器根据这些 原则选择最佳路径进行数据报的转发 。
路由表的构建
路由表是路由器中存储的路径信息表 ，根据路由协议（如RIP、OSPF等） 动态构建。路由器根据路由表选择最 佳路径转发数据报。
网络安全技术的进一步发展
随着互联网的普及和发展，网络安全问题越来越突出。网 络安全技术的进一步发展已经成为互联网技术的重要方向 之一。
网络安全技术的发展包括防火墙、入侵检测、加密技术等 。这些技术的发展和应用可以有效提高网络的安全性和可 靠性，保护用户的信息安全和隐私。
THANKS
TCP的流量控制与拥塞控制
TCP流量控制
流量控制是为了防止发送方把接收方的接收能力浪费掉而设置的机制。TCP使用滑动窗口机制进行流量控制。当 接收窗口为0时，发送方停止发送数据；当接收窗口大于0时，发送方继续发送数据。
数字签名可以应用于数据的完整性验证和身份认证过程，如数字证书用于验证网站的身份 ，数字签名用于验证软件和文件的来源和完整性等。
06
TCP/IP协议的发展趋势
IPv6的发展与推广
IPv6是下一代互联网协议，具有更大的地址空间和更高的安全性，能够解决IPv4 地址耗尽的问题。IPv6的推广和应用已经成为全球互联网发展的重要趋势。
发给收件人的邮件服务器，收件人通过邮件客户端应用程序下载和阅读邮件。
文件传输协议（FTP）
总结词
文件传输协议是TCP/IP协议中用于文 件传输的标准协议，它使用FTP命令 来传输文件。
详细描述
FTP允许用户在本地计算机和远程服 务器之间上传、下载和管理文件。 FTP服务器通常需要用户名和密码进 行身份验证，以确保文件的安全性。
IP数据报的路由选择
路由选择的概念
路由选择的原则
路由选择是指数据报在网络中的传输 路径选择，由路由器根据路由表进行 决策。
路由选择的原则包括最短路径、最少 跳数、最低成本等，路由器根据这些 原则选择最佳路径进行数据报的转发 。
路由表的构建
路由表是路由器中存储的路径信息表 ，根据路由协议（如RIP、OSPF等） 动态构建。路由器根据路由表选择最 佳路径转发数据报。
网络安全技术的进一步发展
随着互联网的普及和发展，网络安全问题越来越突出。网 络安全技术的进一步发展已经成为互联网技术的重要方向 之一。
网络安全技术的发展包括防火墙、入侵检测、加密技术等 。这些技术的发展和应用可以有效提高网络的安全性和可 靠性，保护用户的信息安全和隐私。
THANKS
TCP的流量控制与拥塞控制
TCP流量控制
流量控制是为了防止发送方把接收方的接收能力浪费掉而设置的机制。TCP使用滑动窗口机制进行流量控制。当 接收窗口为0时，发送方停止发送数据；当接收窗口大于0时，发送方继续发送数据。
《计算机网络基础》第4章TCPIP协议简介(modify)精品PPT课件
2020年10月11日星期日
15
报头校验和（ Header checksum ）：该字段可以帮 助路由器发现接收到的IP数据
报中的比特错误，它将报头中
的每两个字节作为一个数字并
用反码的形式计算这些数字的 和。
2020年10月11日星期日
16
源端（ Source IP Address ）和 目的端（ Destination IP Address ）的IP地址：都为32位 的IP地址。 选项字段（ Options ）：选项字 段允许IP报头被扩充。导致数据 报报头的不确定性。消耗路由器 的处理时间。
2020年10月11日星期日
19
因特网控制消息协议 （Internet Control Message Protocol）为IP协议提供了差
错控制、网络拥塞控制和路由 控制等功能。
2020年10月11日星期日
20
Ping程序就是给指定主机发送 ICMP的回应请求报文；目的主
机收到回应请求后，返回一个 ICMP回应应答。
Flags (3)
Total Length (16)
Bit 31
Fragme
Protocol (8)
Header checksum (16)
Source IP Address (32)
Destination IP Address (32)
Options (0 or 32 if any)
2020年10月11日星期日
7
网络接口层
具体参考OSI的数据链路 层和物理层。
2020年10月11日星期日
8
1）IP协议 2）ICMP协议 3）ARP协议 4）RARP协议
2020年10月11日星期日
《TCPIP协议详解》课件
04
05
链路层负责处理网络接口和 硬件细节，如以太网协议。
02
网络接口层
物理层
物理层功能
物理层负责传输原始比特流，实现比特流的 传输与接收。
物理层设备
物理层设备包括各种传输媒介，如双绞线、 同轴电缆、光纤等。
物理层协议
物理层协议定义了比特流传输的电气特性、 机械特性、功能特性等。
物理层与数据链路层的关系
层次，每个层次都有明确的任务和功能。
TCP/IP协议的层次结构
应用层负责处理特定的应用 程序细节，如HTTP、FTP等
协议。
TCP/IP协议分为四个层次： 应用层、传输层、网络层和
链路层。
01
02
03
传输层负责提供端到端的数 据传输服务，如TCP和UDP
协议。
网络层负责数据包的路由和 寻址，如IP协议。
《TCPIP协议详 解》PPT课件
目录
• TCP/IP协议概述 • 网络接口层 • 网际层 • 传输层 • 应用层 • TCP/IP协议的应用与发展
01
TCP/IP协议概述
TCP/IP协议的起源
TCP/IP协议起源于上世纪70年 代，最初是为了满足
ARPANET网络的需求而开发 的。
随着互联网的不断发展， TCP/IP协议逐渐成为全球范 围内广泛使用的通信协议标
POP协议用于从邮件服务器接收电子 邮件，允许用户下载邮件到本地计算 机上。
POP命令
POP协议定义了一组命令，用于在邮 件客户端和服务器之间进行通信和控 制邮件下载和管理。
06
TCP/IP协议的应用与发 展
TCP/IP协议的应用场景
互联网通信
TCP/IP协议是互联网的基础， 用于实现全球范围内的数据传
第4章 TCPIP协议集
3,IP地址分类
IP地址划分为五 IP地址划分为五类.如表所示: 地址划分为 如表所示:
4,特点 ,
地址 类型 A类 B类 C类 D类 E类 起始 位 0 10 110
1110 1111
有效网 络个数 27 -2 214-2 221-2
单网络内 主机数 224-2 216-2 28 -2
有效地址范围 1.0.0.1~126.255.255.254 128.1.0.1~191.254.255.254 192.0.1.1~223.255.254.254 224.0.0.0~239.255.255.255 留
7.动态主机配置协议
动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)可以实现为计算机自动配置IP地址.
4.1.3 应用层协议
许多协议都用端口(port)号来识别应用层实体, 许多协议都用端口(port)号来识别应用层实体, 以便准确地把信息提交给上层对应的协议(进程). 以便准确地把信息提交给上层对应的协议(进程). FTP使用的端口号是21,TELNET使用的端口号是 使用的端口号是21 如FTP使用的端口号是21,TELNET使用的端口号是 23,HTTP使用的端口号是80,SMTP使用的端口号是 使用的端口号是80 23,HTTP使用的端口号是80,SMTP使用的端口号是 25等 25等.
4.1.2 传输层协议 2.用户数据报协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP) 的创立是为了向应用程序提供一条访问IP的无连接功 能的途径.使用该协议,源主机有数据就发出,它不 去管发送的数据包是否到达目标主机,数据包是否出 错,收到数据包的主机也不会告诉发送方是否收到数 据.因此,它是一种不可靠的数据传输方式. QQ聊天程序中话音和视频信息的传输采用的是UDP 协议,所以在网络性能不佳时,便会出现数据的丢失, 导致图像和声音不连续.
OSI与TCPIP通信模型ppt课件
DHCP ACK（NAK） DHCP DECLINE
忽略后收到的ACK
……
DHCP RELEASE
返回
Server2
2、对等通信
▪ 谁和谁通信，通信是逻辑的对等体通信。画数据流路线图。 ▪ （相同层的相同协议之间交换pdu）为完成协议功能， ▪ （1）主机和sina服务器必须交换http协议包，编码和解码的问题。 ▪ （2）DHCP的中继案例
ARP(地址解析协议)－典型在以太网中使用
▪ ARP作用
➢ 负责将已知IP地址解析为MAC地址
▪ ARP工作过程
➢ ARP请求报文：广播
➢ ARP应答报文：单播
▪ RARP协议
➢ 负责将已知MAC地址解析为IP地址
1
2
Address Resolution Protocol －ARP
我想要 172.16.3.2对应 的物理地址
➢ 层与层之间相互独立又相互依靠；
➢ 上层依赖于下层，下层为上层提供服务。
OSI七层通信参考模型
数据
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
3.网络层 2.数据链路层
1.物理层
3.网络层 2.数据链路层
1.物理层
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
▪ 封装的原因：是加入控制和地址信息。 ▪ 在这里面说明一个封装问题。建立封装意识。 ▪ 发送方的封装服务，接收方的拆封服务。
数据封装过程
数据（DATA） Data
段（Segment） TCP/UDP
Header
Data
包（Packet）
IP Header
以太网和TCPIP、IP-SANppt课件
:
泛使用的4Gb/s。
谢谢！！
:
增强以太网和TCP/IP的性能
5、ISCSI Offload(IO) 将TCP/IP+ISCSI的整套逻辑都放到网络适配 卡上来运行。
:
FC SAN 节节衰退
1、成本问题 2、可扩展性问题 3、易用性问题 4、兼容性问题
:
总结
IP SAN出现之后，FC SAN的统治地位被 大大的动摇。FC目前唯一可以用来与IP SAN 抗衡的就是它的高速度。但是这优势也在降 低，因为以太网革新都是以10倍的速度为单 位，从10Mb/s到100Mb/s、1Gb/s。10Gb/s速 率的以太网也发布了。而FC革新以2倍的速 度，从一开始的1Gb/s、2Gb/s。到目前被广
:
大小。如果过大，就分成若干个数据包发出去。这
增强以太网和TCP/IP的性能
3、TCP/IP Offload(TO) 这技术干脆将TCP/IP整个程序都放到网卡硬件 芯片上来运行。这种特殊的以太网卡叫TOE卡。 4、Security Offload(SO) 不仅将TCP/IP协议从主机上卸载下来，而且直 接在硬: 件上实现IPSEC相关协议，将对数据包的
可以租用一切合适的硬件来为它充当物理层和链路层的角色。
• 以太网给TCP/IP充当了链路层，不代表它只能作用于链路层
:
存储网络的新军 IP SAN
:
ISCSI概述
•iSCSI就是internet SCSI的缩写，它是一个供
硬件设备使用、可以在IP协议的上层运行 的SCSI指令集。简单一点说就是实现用ip协 议封装SCSI命令，使其能够在Internet上自 由传输。
以太网和TCP/IP协议
:
共享总线式以太网
泛使用的4Gb/s。
谢谢！！
:
增强以太网和TCP/IP的性能
5、ISCSI Offload(IO) 将TCP/IP+ISCSI的整套逻辑都放到网络适配 卡上来运行。
:
FC SAN 节节衰退
1、成本问题 2、可扩展性问题 3、易用性问题 4、兼容性问题
:
总结
IP SAN出现之后，FC SAN的统治地位被 大大的动摇。FC目前唯一可以用来与IP SAN 抗衡的就是它的高速度。但是这优势也在降 低，因为以太网革新都是以10倍的速度为单 位，从10Mb/s到100Mb/s、1Gb/s。10Gb/s速 率的以太网也发布了。而FC革新以2倍的速 度，从一开始的1Gb/s、2Gb/s。到目前被广
:
大小。如果过大，就分成若干个数据包发出去。这
增强以太网和TCP/IP的性能
3、TCP/IP Offload(TO) 这技术干脆将TCP/IP整个程序都放到网卡硬件 芯片上来运行。这种特殊的以太网卡叫TOE卡。 4、Security Offload(SO) 不仅将TCP/IP协议从主机上卸载下来，而且直 接在硬: 件上实现IPSEC相关协议，将对数据包的
可以租用一切合适的硬件来为它充当物理层和链路层的角色。
• 以太网给TCP/IP充当了链路层，不代表它只能作用于链路层
:
存储网络的新军 IP SAN
:
ISCSI概述
•iSCSI就是internet SCSI的缩写，它是一个供
硬件设备使用、可以在IP协议的上层运行 的SCSI指令集。简单一点说就是实现用ip协 议封装SCSI命令，使其能够在Internet上自 由传输。
以太网和TCP/IP协议
:
共享总线式以太网
第4章 TCPIP协议族.ppt
使用子网技术，原先的IP地址中的主机地址被分成两 个部分：子网地址部分和主机地址部分。子网地址部 分和不使用子网标识的IP地址中的网络号一样，用来 标识该子网，并进行互连的网络范围内的路由选择， 而主机地址部分标识是属于本地的哪个物理网络以及 主机地址。子网技术使用户可以更加方便、更加灵活 地分配IP地址空间。
例如
位模式 11111111.11111111.00000000.00000000(255.255.0. 0)中，前两个字节全为1，代表对应IP地址中最高的两 个字节为网络号，后两个字节全0，代表对应IP地址中 最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做“子网 掩码”。
为了使用方便，常常使用“点分整数表示法”来表示 一个子网掩码。由此可以得到A、B、C三大类IP地址的 标准子网掩码。
图4-2 IP协议在协议族中的核 心地位
应用层 运输层
HHTTTTPP … SSMMTTPP DDNNSS … RRTTPP
TCP
UDP
网际层
IP
网络接口层
网络接口 1 网络接口 2 … 网络接口 3
图4-3 IP数据报封装到以太网 的MAC数据帧
IP协议提供不可靠的、 无连接 的、尽力的数据报投递服务。
计算机网络导论
第4章 TCP/IP协议族
关于TCP/IP
TCP/IP是不基于任何特定硬件平台的网络协议， 既可用于局域网(LAN)，又可用于广域网 (WAN)。
TCP/IP本身就是在物理（X.25、PDN、LAN、 WAN等）上的一组完整的网络协议。从字面上 看，TCP/IP包括两个协议，传输控制协议 （TCP）和网际协议（IP）， 但TCP/IP实际上 是一组协议，它包括上百个具有不同功能且互 为关联的协议， 而TCP和IP是保证数据完整传 输的两个基本的重要协议。
第4章TCPIP协议
主机A
主机B
IP 数据
IP 数据
Eth.IP 数据 Eth. PPPIP 数据 PPP
Eth.IP 数据 Eth.
图1.3 提供给IP的PPP服务和以太网服务
4.3 TCP/IP协议集
1．地址解析协议ARP
IP网络数据包能够在网络中正常传输，都需使用网络介质 访问控制子层的MAC地址，通过这种物理地址来确定发送的目 的地。因此需要通过ARP和RARP协议来动态发现48位的二进 制MAC地址。在TCP/IP网络中，网络接口层主要采用以太网技 术，以太网技术在同一个局域网中具有网络广播的能力，通过 发送带有ARP广播请求的网络数据，当局域网中所有主机都可 以收到这个请求时，便根据ARP协议解析来获取对方主机IP对 应的MAC地址，然后将结果返回给带有MAC地址的源主机， 最终完成在物理网中传输逻辑数据的目的。
A类：～126.255.255.255 默认子网掩码：；
B类：～191.255.255.255 默认子网掩码：；
C类：～223.255.255.255 默认子网掩码：。
目前作为私有网络中的IP地址，不作为Internet公有IP地址 的使用范围如下：
A类：～10.255.255.255 默认子网掩码：；
传输层是通信子网和高层之间的接口层，其任务是根据 通信子网的特性，最佳地利用网络资源，并以可靠而经济的 方式，为两个端系统(也就是源终端和目的终端的传输层之间) 的会话层之间提供建立、维护和取消传输连接的功能，传输 层协议负责可靠或不可靠地传输数据。在这一层，信息的传 送单位是报文。该层主要采用TCP、UDP和SPX等传输协议。
在使用IP地址的时候，有一些特殊的IP地址是不能作为主 机的IP地址的，但是这些特殊地址可以出现在网络数据包中， 如表所示。
网络安全技术原理与实践第四章TCPIP协议攻击ppt课件
下图是打开一个询问包的详细信息，可以看到在数据包的 网络层描述中，数据包的源MAC是主机A的MAC地址，源IP不是A 的IP地址而是预先设置好的伪造IP地址。
（4）使用主机B向主机C发送消息，尝试使用攻击主机A进行 截获。使用主机B向主机C进行Ping操作，在主机A出处使用 wirehark抓包观察数据包流通情况如图所示。
4.2 网络层协议攻击
IP源地址欺骗 ARP协议攻击 因特网控制消息协议（ICMP）攻击及
欺骗技术
4.2.1 IP源地址欺骗
1.IP源地址欺骗原理
IP源地址欺骗是通过利用TCP/IP协议本身存在的一些缺陷进 行攻击的方法，其实质就是指攻击者伪造具有虚假源地址的IP数 据包进行发送，以达到隐藏发送者身份、假冒其他计算机的目的 。
(4) 黑客等待目标机发送SYN+ACK包给已经瘫痪的被信任主机，因为 黑客这时看不到这个包。
(5) 最后再次伪装成被信任主机向目标主机发送ACK，此时发送的数据 段带有预测的目标主机ISN+1，可以通过发送大量不同ACK值的数据包以 提高命中的可能性。
(6) 连接建立，发送命令请求。
3.IP源地址欺骗攻击防御
(4) 在连路由器和网关上实施包过滤是对抗IP源地址欺骗的一种主要技 术。
4.2.2 ARP 协议攻击
1. ARP欺骗攻击技术原理
ARP欺骗攻击就是通过伪造IP地址和MAC地址 实现ARP欺骗，能够在网络中产生大量的ARP通信 量使网络阻塞，攻击者只要持续不断的发出伪造的 ARP响应包就能更改目标主机ARP缓存中的IPMAC条目，造成网络中断或中间人攻击。
(1) 使用随机化的初始序列号，使得远程攻击者无法猜测到通过源地址 欺骗伪装建立TCP链接所需的序列号，降低被源地址欺骗的风险；
工业控制网络 第4章TCPIP协议集
➢ TCP/IP协议集是一个工业标准协议套件，是为大 型互联网络设计的。
➢ TCP/IP 是 Internet 上使用的协议。它是一个真 正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现 可以公开地得到。现已成为“因特网（Internet)” 的基础。
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.1TCP/IP协议集的特点和结构
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.2 IP协议 1)IP地址及子网
D类地址
第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的 地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多 点广播（Multicast）中。地址范围224.0.0.1239.255.255.254
D类 1110
组播地址（28位）
TCP/IP协议集
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.1TCP/IP协议集的特点和结构 2）结构
➢ 传输层 传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端
的通信。
为保证数据传输的可靠性，传输层协议规定接收 端必须发回确认，并且假定分组丢失，必须重新发送。
传输层还解决不同应用程序的标识问题。
传输层的每一个分组均附带校验和，以便目的主 机检查接收到的分组的正确性
一个A类IP地址由1B的网络地址和3B的主机地址组成， 网络地址的最高位必须是“0”。
A类 0 网络地址（7位）
主机地址24位
地址范围1.0.0.1-126.255.255.254 ，A类地址分配
给规模特别大的网络使用。可用的A类网络有126个，每个
网络能容纳16777214个主机。
TCP/IP协议集
IP数据报格式如下图：
4位
4位
8位
16位
版本号 头标长度
➢ TCP/IP 是 Internet 上使用的协议。它是一个真 正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现 可以公开地得到。现已成为“因特网（Internet)” 的基础。
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.1TCP/IP协议集的特点和结构
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.2 IP协议 1)IP地址及子网
D类地址
第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的 地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多 点广播（Multicast）中。地址范围224.0.0.1239.255.255.254
D类 1110
组播地址（28位）
TCP/IP协议集
TCP/IP协议集
LOGO
◆4.1TCP/IP协议集的特点和结构 2）结构
➢ 传输层 传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端
的通信。
为保证数据传输的可靠性，传输层协议规定接收 端必须发回确认，并且假定分组丢失，必须重新发送。
传输层还解决不同应用程序的标识问题。
传输层的每一个分组均附带校验和，以便目的主 机检查接收到的分组的正确性
一个A类IP地址由1B的网络地址和3B的主机地址组成， 网络地址的最高位必须是“0”。
A类 0 网络地址（7位）
主机地址24位
地址范围1.0.0.1-126.255.255.254 ，A类地址分配
给规模特别大的网络使用。可用的A类网络有126个，每个
网络能容纳16777214个主机。
TCP/IP协议集
IP数据报格式如下图：
4位
4位
8位
16位
版本号 头标长度
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
事件
TCP 接收方的动作
有序数据段到达, 没有缺失的段, 所有其他数据段已经 ACKed
延迟 ACK. 等待 500ms 看是否还有数据段到达. 如果没有, 发送ACK
有序数据段到达, 没有缺失的段, 有一个延迟 ACK 等待
立即发送一个 积欠的 ACK
失序数据段到达
seq. # 高于预期值 测到间隔
发送方
接收方
udt_send(): 由rdt调用, 将分组通过不可靠的信道传 到接收方
rdt_rcv(): 当数据到达接收方 时调用
可靠数据传输: 开始起步
逐步发展收发双方的可靠数据传输协议 (rdt) 仅考虑单向的数据传输
✓ 但控制信息将双向流动! 使用有限状态机 (FSM) 来定义发送方，接收方
Rdt2.0：在可能发送出错的信道上传输
问题：如何从错误中恢复 ✓ 正向确认 (ACKs)：由接收方发送报文向发送方 进行确认 ✓ 负向确认 (NAKs)：由接收方发送报文向发送方 进行否认，说明分组有错 ✓ 发送方在收到NAK后进行分组重传
rdt2.0的新机制 (在 rdt1.0基础之上) ✓ 错误检测 ✓ 接收方的反馈：控制信息 (ACK，NAK)
丢失 ACK 场景
time
过早超时
可靠数据传输原理
不可靠传输通道的特性将决定可靠数据传输协 议(rdt)的复杂性。
可靠数据传输：开始起步
rdt_send(): 由上层进行调用 (e.g., 应用进程.)，将数据传入 发送方并由其传给接收方的上层
deliver_data(): 由 rdt调用将数据递交给上层
4.3 传输层协议及应用
传输层与网络层的关系
Internet中的传输 层充当“收发室 ”的角色；
Internet中的网络 层充当“邮递业 务”的角色；
网络层为传输层 提供通信服务。
应用程序 （进程）
Internet
应用程序 （进程）
IP协议域 TCP/UDP协议域
传输层协议服务
TCP 服务
面向连接：在客户端和
（1）TCP 段格式
20B+Options
URG: urgent data （一般不用）
ACK: ACK # 1：valid，0：invalid
PSH: push data now (一般不用)
32 bits
source port # dest port #
sequence number
acknowledgement number
1、传输控制协议TCP
IP提供了将分组从源地址传送到目的地址的方 法，但IP是一种不可靠服务，它没有解决诸如数 据报丢失或误投递的问题；TCP是一种可靠传输 服务，解决了IP没有解决的问题，二者的结合， 提供了一种在Internet上可靠数据传输的方法。
RFC: 793, 1122, 1323, 2018, 2581
TCP协议的主要功能如下：
可靠、按序的字节流： 无“报文边界”，无结 构但有顺序
面向连接：在交换数据 前初始化收发双方的状 态，“三次握手”过程
发送& 接收缓存
全双工数据传输：在 同一连接上双向传输
流量控制：发送方的 发送速度不得超过接 收方的处理速度
流水式控制：TCP的 拥塞和流量控制，设 置窗口大小
head len
not used
UAP R SF
rcvr window size
checksum
ptr urgent data
Options
RST: TCP Con. Reset SYN: If SYN=1&ACK=0
Then setup TCP con. If SYN=1&ACK=1
Then accept TCP con. FIN: release TCP con.
发送重复的 ACK, 说明 seq. # 为下一个期望的字节
到达的数据段部分或全部填满 立即 ACK，如果数据段处于缺失的
了缺失的段
段的较低端
TCP: 重传场景
Host A
Host B
X
loss
Host A
Host B
timeout
Seq=100 timeout Seq=92 timeout
time
Internet checksum
应用数据 (可变长度)
按发送数据的 字节计算 (不是按段数!)
# bytes 接收方愿意 接受的
首部 长度
32 bit
源端口
序列号 确认号
保留
U AP RS F R CS SY I G KH T N N
校验和
任意选项（如果有的话）
数据 LLL
目的端口
窗口 紧急指针
Rdt2.0：有限状态机定义
发送方的FSM
接收方FSM
Rdt2.0：运行过程 (未发现错误)
发送方FSM
接收方FSM
Rdt2.0：运行过程 (出错情况)
发送方Ftt ffoorr eevveenntt
event: timer timeout for segment with seq # y
retransmit segment
event: ACK received, with ACK # y
ACK processing
TCP 接收方ACK 规则
状态: 当实体处于
某个“状态”时 ， 下个状态只能
state 1
由下个事件来转
变
导致状态转换的事件 在状态转换过程中的动作
事件 动作
state 2
Rdt1.0：在可靠信道上进行可靠的数据传输
所依赖的信道非常可靠
✓ 不可能有位错 ✓ 不会丢失数据
分别为发送方和接收方建立 FSMs
✓ 发送方将数据送入所依赖的信道 ✓ 接收方从所依赖的信道读出数据
服务器进程之间需要建 立连接
可靠传输：在发送和接
受进程之间
流量控制：发送数据的
速度决超过接收的速度
拥塞控制：当网络超负
荷时，束紧发送端口， 减缓发送速度
不提供：实时性、最小
带宽承诺
UDP服务
在客户端和服务器 进程之间实现“不 可靠的”数据传输
不提供连接建立、 可靠性保证、流量 控制、拥塞控制、 实时性、最小带宽 承诺
填充
（2）TCP连接建立和拆除 传输之前源主机与目标主机有三次握手建立连接。
连接请求
源
响应连接请求
目
主
确认响应
的
机
主
三次握手完成
机
开始传输数据
（3）TCP：可靠数据传输
event: data received from application above create, send segment