第6章 传输层教案(计算机网络)
计算机网络教案(第6章)
6.3.3 数字数据网DDN
数字数据网(DDN，Digital Data Network)是利用数字信 道传输数据信号的数据传输网。 它的传输媒介主要是光缆，辅助于数字微波、 卫星信道 以及用户端可用的普通电缆和双绞线。 在现有的电信网(电话网或分组交换网)中，都有模拟成分 存在，需要许多模数转换及调制解调设备。而DDN则以 全数字、高速率及灵活的交叉连接复用功能为用户提供 永久性或半永久性的数字电路专线(出租)业务，为用户构 建了一个大容量的数据通信平台。数字信道与传统的模 拟信道相比，具有传输质量高、速度快、带宽利用率高 等一系列优点。
基于 ADSL 的接入网 端局或远端站 ATU-C PS 电话 分路器 用户线 PS ATU-R
区域宽带网
ATU-C ATU-C DSLAM
图3-32
至本地电话局
居民家庭
基于ADSL的接入网的组成
§6.4
异步传输方式ATM
1 ATM概述
1972年ITU-T提出了综合业务数字网(ISDN)的概 念。特别是80年代初制定的一整套关于ISDN的系列建 议，奠定了ISDN发展的基础。鉴于当时技术能力和业 务需求的限制，首先提出的只能是窄带综合业务数字网 (N-ISDN)。
2.7～3.6 km
1.4 km 0.9 km 0.3 km 4.ADSL中的“D（数字）”应理解为“使 用数字技术”。ADSL的用户线上传送 的仍然是模拟信号而不是数字信号。 ADSL在现成的用户线（铜线）的两端 各安装一个ADSL调制解调器。我国目 前采用的方案是离散多音调DMT (Discrete Multi-Tone) 调制技术。
计算机硬件及网络第六章传输层
网络层将分组从源端沿着网络路径送达目 的端。然而未必能保证主机间的可靠通信。
如果分组丢失或出错怎么办？
网络层可能是不可靠的 IP报文只校验首部
如果中间网络出现问题怎么办？
用户对路由器没有控制权
不同网络的网络层服务原语不同 应该将收到的数据交给哪个高层应用？
传输层位于用户主机上，便于实施端到端的控制。
6.1 传输服务
传输层对上提供的服务 传输服务原语
6.1.1 向上层提供的服务
传输层向上层提供高效、可靠和性价比合理的服 务，可以是有连接服务，也可以是无连接服务。
6.1.2 传输服务原语
应用层
Connect Request ACK
Data Request Data（TPDU）
主动打开（客户端）
int connect(int socket, struct sockaddr *addr, int addr_len)
收发数据
int send(int socket, char *msg, int mlen, int flags) int recv(int socket, char *buf, int blen, int flags)
端口是有限的资源 程序无法在固定端口上工作
唯一的连接标识符(序列号)
主机崩溃会丢失历史，从而无法判断过时包。
解决办法：基于本地时钟的序号选择
每个主机保持一个不停运行的时钟，建立连接的时候， 时钟的低k位用于初始序列号
与数据链路层不同，传输层每个连接的初始序列号完全不同
引入三次握手协议，以便发送请求端确认。
由于管理大量的连接，故需要新的缓冲和流控机制。
6.2.1 编址（标识端点）
传输层课程设计
传输层课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解传输层的功能、服务模型及其在网络体系结构中的作用；2. 掌握传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）的工作原理及其差异；3. 学会使用套接字编程实现基于TCP/UDP的网络通信；4. 了解拥塞控制、流量控制等传输层机制。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决网络通信中的实际问题；2. 培养运用套接字编程实现简单网络应用的能力；3. 提高网络协议分析和调试的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对网络技术学习的兴趣，激发主动探索精神；2. 培养学生具备良好的团队协作意识和沟通能力；3. 增强学生网络安全意识，认识到传输层在网络通信中的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握传输层的基本原理和编程技能，提高解决实际问题的能力，同时培养积极的学习态度和良好的价值观。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 传输层概述：介绍传输层的基本概念、功能和服务模型，涉及网络体系结构中传输层的位置和作用。
参考教材章节：第2章 传输层简介2. 传输控制协议（TCP）：讲解TCP的工作原理、连接建立与终止过程、可靠传输机制、流量控制与拥塞控制等。
参考教材章节：第3章 传输控制协议（TCP）3. 用户数据报协议（UDP）：介绍UDP的特点、工作原理以及其在网络通信中的应用。
参考教材章节：第4章 用户数据报协议（UDP）4. 套接字编程：讲解基于TCP/UDP的套接字编程方法，包括服务器端与客户端的编程实现。
参考教材章节：第5章 套接字编程5. 传输层应用案例：分析实际网络应用中传输层协议的使用，如Web浏览器、电子邮件、文件传输等。
参考教材章节：第6章 传输层应用案例6. 传输层安全问题：探讨传输层面临的威胁及其防护措施，提高学生的网络安全意识。
参考教材章节：第7章 传输层安全问题教学内容按照上述大纲进行安排，共计6个部分，每部分分配适当课时，确保学生能够系统掌握传输层的知识体系。
(完整版)《计算机网络》教案
1.习题1-01
2.习题1-03
参考资料：
1．《计算机网络—自顶向下方法与Internet特色》（第4版），（美）James F. Kurose Keith W. Ross著/陈鸣译，机械工业出版社。
2．《计算机网络》（第4版），（美）特南鲍姆著/潘爱民译，清华大学出版社；
本次课教学体会：
重点难点：电路交换和分组交换的基本工作原理
方法步骤：课堂讲解与实例介绍
器材保障：电脑、投影
时间地点：
教学内容:
§1概述
预习思考题：
1.你主要用计算机网络或因特网干什么？你认为计算机网络由哪些关键元素组成？你所知道的网络设备有哪些？你知道的连接因特网的方式（上网方式）有哪些？
2.你认为计算机网络或因特网的核心功能是什么？与电话网、有线电视网有什么本质区别？
七是网络安全。先介绍网络安全的内容，然后介绍网络安全服务的各种机制，最后简要介绍典型的网络安全协议和系统。
实践教学以强化学生的动手实践能力为目的，以提高操作技能和面向实用技术为设计原则，以组网技术和构建网络应用服务为核心设计实验内容。具体包括简单局域网组网、网络协议分析、路由器配置、典型应用服务器的配置和简单网络应用程序开发等实用性较强的实践内容。部分实验内容可根据学生学习能力和实际情况，让学生自主选做。
由于计算机网络是一个极其复杂的系统，学习计算机网络的过程实际就是一个在学生的知识空间中“构建”一个计算机网络体系结构的过程。因此，对于每个知识点在授课中应强调知识点在整个体系结构中的位置，所起到的重要作用，以及与其他知识点之间的关系。在授课过程中，注重阶段性总结，每章结束时通过总结帮助学生将该章内容关联起来建立起计算机网络某一层的知识结构，然后再放入到整个网络体系结构去，这样学完整个课程后在每个学生掌握的是一个复杂的计算机网络系统，而不仅仅是一些零散的知识点和技术原理。
计算机网络技术-计算机网络技术教学设计-传输层课程设计
培养学生认识探究互联网学习兴趣。
通过相互协作，培养学生团队合作意识。
教学重、
难点
1.教学重点：
理解端到端的概念、面向连接的服务和无连接服务；
掌握端口的概念及常用的端口
了解掌握TCP及其工作原理
了解基于UDP的一些应用层协议。
2.教学难点：
端口的概念及常用的端口。
教学方法
案例教学、任务驱动、情景教学、小组合作教学
教学小结
通过情景案例法教学方式，让学生主动总结传输层中TCP、UDP协议；课堂上让学生理解端到端的概念、面向连接的服务和无连接服务，提高学生认识解决问题的能力。
6.2.1什么是端口
6.2.2端口的种类6.来自传输控制协议6.3.1TCP报文段的首部格式
6.3.2建立连接
6.3.3释放连接
6.3.4滑动窗口
6.3.5确认机制与超时重传
6.4用户数据报协议
6.4.1用户数据报UDP的首部格式
6.4.2UDP和TCP的区别
6.4.3UDP的应用
通过情景案例法教学，让学生主动参与学习讨论，结合案例，让学生自己总结传输层协议；课堂上提问、分组讨论，让学生参与课堂学习内容总结分类，提高学生责任意识，认识解决问题的能力。
教学内容及其过程
教学环节
教 学 程 序
设计意图
导入
新课
通过情景案例模拟比较说明计算机网络分层的思想及工作过程，引入传输层。
通过情景案例法教学，引起学生兴趣，明确新课目标，培养学生研究性学习能力。
呈现
新课
6.1传输层简介
6.1.1传输层的提出
6.1.2传输层的两个协议
6.1.3传输层的主要任务
6.2传输层端口
计算机网络技术基础(第3版)第6章 传输层协议
OPTION
一个IP地址和一个端口号结合起来称为套接字地址（Socket Address）。 客户套接字地址唯一定义了客户进程，而服务器套接字地址唯一定义了服务器进程。套接字可以看成在
两个程序通信连接中的一个端点。 套接字的表示方法是在点分十进制的IP地址后面写上端口号，中间用冒号隔开，即套接字Socket =（IP
UDP的多路复用是指多个应用进程使 用同一个UDP发送数据，而多路分用 （Demultiplexing）是指在接收方由 UDP将用户数据报中的数据传输给不 同的应用进程，如图6-5所示。
UDP的多路复用和多路分用都是通过 端口实现的。前面我们已经提到， UDP端口只用来标识同一台主机上的 不同应用进程，而对Internet上不同主 机的标识则是通过IP地址来实现的。 因此，在Internet上使用UDP进行通 信的两个应用进程是通过<源IP地址, 源端口,目的IP地址,目的端口>四元组 来表示的。
地址:端口号）。例如，IP地址为202.4.25.21，端口号为80，那么用套接字表示就是（202.4.25.21:80）。 如果再加上协议，如HTTP，即我们常见的在浏览器中输入的Web请求http://202.4.25.21:80。 为了使用Internet中的传输服务，我们需要一对套接字地址，即客户套接字地址和服务套接字地址。这4 条信息是网络层IP数据报首部和传输层用户数据报首部的组成部分。第一个首部包含IP地址，而第二个 首部包含端口号。每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即一对套接字）所确定，具体表示为
RST=1表示TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立连接
用于初始化TCP连接时同步源系统和目的系统之间序号。SYN=1，ACK=0时表示这是一个连接请 求报文；SYN=1，ACK=1时表示这是一个连接请求接收报文
计算机网络基础 第6章 传输层的基础与应用 KevinLee整理 欧凯奥
应用进程
端口 传输层提供应用进程间的逻辑通 端口 信
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
IP 协议的作用范围 传输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围
主机 B
AP3 AP4
3. 端系统
在计算机网络中与Internet或网络相连的计算机被 称为“端系统”。计算机应用进程间端到端的通信 服务就是指网络主机上应用程序之间的逻辑通信。
有了5元组（编程套接字）的信息，网络分布式进程间的通信才能实现。
例如：
TCP/UDP+IP+PORT←→TCP/UDP+IP+PORT
源主机
目的主机
其中，TCP/UDP+IP+PORT：分别表示了“服务协议＋主机＋
应用程序”。
2020/8/12
2020/8/12
6.3 多路复用与多路分解
何为运输层的“多路复用（multiplexing）”与“多路分 解（demultiplexing）”？ [示例]：如图6-2所示，主机2的用户正在上网，其浏览器 进程为P1；此外，该计算机上正在运行的还有另一个ftp进 程P2。 [问题]：主机2如何将当前收到的运输层的报文段定向到相 应的目标进程？ [分析]：每个报文数据都含有目的进程的套接字信息。如， 主机1发给主机2的P3报文中的套接字可以唯一的标识目的 进程；其中的目的主机的IP地址，将数据先定向到主机2； 而该套接字中的端口号则定向到目的进程P1而不是P2。
④ 发送主机的复用：运输层支持向上复用和向下复用。 ⑤ 运输层连接管理。 ⑥ 服务数据单元的传送。 ⑦ 差错与流量控制。
传输层课程设计
传输层课程设计一、教学目标本节课的主要目标是让学生掌握传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议，包括TCP和UDP。
学生需要了解传输层的作用，熟悉传输层的三次握手和四次挥手过程，掌握传输层的安全性和可靠性。
此外，学生还需要能够分析实际应用场景，选择合适的传输层协议。
在知识目标方面，学生需要了解传输层的体系结构、端口的概念和作用，以及TCP和UDP协议的报文格式和特点。
在技能目标方面，学生需要能够绘制传输层的三次握手和四次挥手过程，分析实际应用场景，选择合适的传输层协议。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对网络通信的兴趣，增强网络安全意识，认识到传输层在网络通信中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议。
首先，介绍传输层的体系结构，包括端口的概念和作用。
然后，讲解TCP和UDP协议的报文格式和特点，重点分析三次握手和四次挥手过程。
接着，通过实际应用场景，让学生学会选择合适的传输层协议。
最后，讨论传输层的安全性和可靠性，让学生了解传输层在网络通信中的重要性。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，采用讲授法，讲解传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议。
其次，运用讨论法，让学生分组讨论三次握手和四次挥手过程，加深对传输层协议的理解。
再次，采用案例分析法，分析实际应用场景，让学生学会选择合适的传输层协议。
最后，通过实验法，让学生动手实践，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：教材《计算机网络》、参考书《TCP/IP详解》、多媒体资料（包括三次握手和四次挥手的动画演示）、实验设备（包括网络仿真软件和抓包工具）。
这些教学资源将有助于学生更好地理解和掌握传输层的相关知识。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生在本次课程中的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过学生在课堂上的发言、提问、讨论等活跃度，以及课下的互动和提问，评估学生的学习态度和参与度。
六章传输层上课讲义
三次握手连 接释放的四
种情况
2020/7/9
流量控制和缓冲策略
• 传输层虽然和数据链路层一样都采用了滑动窗 口协议等机制来实现流量控制，但由于传输层 上（主机）的连接数多且不定，而中间通信子 网的传输能力有限，不可能为每条连接分配固 定数量的缓冲区。
• 由于发送流量涉及到接收端的接收能力和通信 子网的传输能力，因此必须从这两个方面来讨 论传输层上的流量控制。
• 连接建立后，双方都可使用SEND和RECEIVE在已有的连接上 发送和接收数据。
• 连接的释放是对称的，当双方都执行了CLOSE后，连接即被释 2020/7/9 放。
面向连 接的套 接字通 信示意
图
2020/7/9
receive() send()
send() receive()
传输协议
• 传输层协议和数据链路层协议非常相似，都必 须进行顺序控制、差错控制、流量控制等工作 。
2020/7/9
时间和初始序号之间的线性关系
2020/7/9
4. 基于时钟的方法解决了数据TPDU的延迟重发问题， 其前提条件是双方已建立了传输连接，知道对方的初 始序号。但由于控制TPDU也会延迟，造成建立传输 连接的复杂。可采用三次握手（three-way handshake）的方法加以解决。
2. 限制分组的寿命：为每个分组设置一个寿命域（计 数器），每隔一定的时间寿命减1，减至0时就丢 弃分组。可以设定一个时间T（根据不同的协议， 为分组最大寿命的若干倍），当一个分组发送后， 经时间T，所有和该分组有关的分组就全不存在了 ，这大大简化了问题。
3. 为每台主机设置一个一直运转的计时时钟（二进制 计数器，位数足够大），每隔一定时间加1，当建 立连接时，用时钟的低k位作为本连接的初始序号 。此后的发送序号按序递增，不再参考计数器值， 但发送序号不能进入禁止区。
计算机通信网第6章 传输层
限制分组的生命周期
限制子网规模
防止分组进入回路 丢弃站段计数器值超过某个特定值的分组 丢弃超过预定时间的旧分组－要求时钟同步
在每个分组内设置一个站段计数器
为每个分组加上时间戳
20
2008 SPLENG
限制延迟的重复分组
实际应用中，需要确定
分组已无效 对该分组的确认也已无效 基本思想： 确保在同一时刻永远 不会出现两个序号相 同的TPDU。
消除的方法
问题：如果B超时释放连接，A将无法释放连接
任意一方在一段时间内没有收到任何TPDU，则 自动释放连接
2008 SPLENG
29
6.2.4 流量控制和缓冲策略
30
2008 SPLENG
6.2.4 流量控制和缓冲策略
与数据链路层的比较
相似：滑动窗口等机制，实现收发速率匹配 不同：缓冲策略（主机可以有多个连接）、子网容量 发送方缓存：网络服务不可靠、低速突发信息 接收方缓存：网络服务可靠、高速平稳的信息
例：地址 = <星系><恒星><行星><国家><网络> <主机><端口> Internet ：（IP地址，本地端口） 名字服务器 广播查询
《计算机网络原理与技术(第二版)》第6章传输层.
传输控制协议（TCP）：提供可靠的字节流服务。
5. 1 UDP协议
UDP报头格式 UDP提供的功能：
多路复用和解多路复用（利用端口号） （可选的）轻量级差错检查，但不反馈
UDP不负责流量控制和出错重传，所有这些都由 用户进程完成。
9
<ack=4 , buf=0>
10
<ack=4 , buf=1&g2>
12
<seq=5, data=m5>
13
<seq=6, data=m6>
应 6-5 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应 应
动态缓冲区分配的特点 是确认与缓存分离。
5. 因特网的传输层
不对称释放：任何一方释放连接，连接即被释放；易造成数据丢 失及形成半开的连接。
对称释放：一条传输连接被看成是由两个方向上的单工连接组成， 一方释放连接只是表示数据发完了，但仍可在另一个方向上接收 数据。双方均释放连接，连接才被释放。
三次握手释放传输连接
正常释放：主动方发出DR，响应方收到一次DR。 异常：主动方发出DR，响应方从未收到DR，形成半开的连接。 异常处理：引入不活动定时器和哑TPDU。
糊涂窗口综合症（silly window syndrome）
接收方不断发送具有微小增量窗口的通告，引起发送方不断发送 小数据分组，从而导致大量的带宽浪费。
现行的TCP标准使用启发式方法来防止糊涂窗口综合症。
接收方启发式策略
仅当有“非平凡的”可用空间时才发送窗口更新通告。 “非平凡的”可用空间：可用空间达到缓冲区空间的一半
传输层上的缓存策略
计算机网络教程课件第6章 传输层
（3）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个 报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发 送确认。试问这个确认号应为多少?
6.一个TCP报文段中的数据部分最多有多少个字节？ 为什么？如果用户要传送的数据的字节长度超过 TCP报文段中的序号字段可能编出的最大序号， 试问是否还能使用TCP来传送数据。
• TCP/IP协议中的传输层： TCP和UDP • 端口：熟知端口与临时端口
• 套接字（Socket）
6.2 用户数据报协议UDP
• 关于UDP • 复用与校
验和
6.3 传输控制协议TCP
• 关于TCP 1．TCP的报文段格式
• 伪头部 源IP地址 目的IP地址 0 6 TCP长度
2．TCP的编号与确认
• 字节编号 • 确认号的意义 • 捎带确认
3．TCP的流量控制机制
• 基于滑动窗口的原理 • 传输层则采用可变窗口并使用动态缓存分配。
窗口管理
• TCP使用两个缓存和一个窗口来控制数据的流动
4．TCP的差错控制
• 差错检测：受到损伤的报文段、丢失的报文段、 失序的报文段和重复的报文段
• 差错纠正 ➢解决机制：校验和、确认和超时重传、发送序 号
第6章 传输层
本章学习要求：
• 掌握：TCP/IP协议簇层次结构及其主要协议间调 用关系
• 掌握：传输层的基本概念、TCP和UDP协议
6.1 TCP/IP协议概述
OSI
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
TCP/IP
第6章-传输层PPT课件
TPDU的发送过程
图8-3 TPDU、分组和帧的嵌套关系
伯克利套接字（Berkeley Socket）
Socket Programmin g Example: Internet
6-6-1
Client code using
sockets.
Socket Programmin g Example: Internet (2)
顺序号（ sequence number ）
确认号（ acknowledgement number ）
TCP报 头长度
保留
UAP RS F RCS S Y I GKHT NN
窗口大小（ window size ）
校验和（ checksum ）
多路复用
向上多路复用：多个传输层的连接公用一个网络层的连接,将提 高网络层连接的利用率
向下多路复用：一个传输层的连接通过多个网络层连接来发送, 可增加其有效带宽传送,速率将得到提高
崩溃的恢复
（1）网络崩溃的恢复 1）数据报子网 数据报子网是不可靠的，在传输层有一个缓冲区用来保
存所有已发送的但还没收到确认的数据。如果传输层对 丢失的TPDU留有副本，可以通过重发来解决。 2）虚电路子网 虚电路子网不保存发送数据的副本，在网络恢复后重新 建立连接，并询问远端的传输实体哪些TPDU已经收到 （只需知道最后收到的数据的序号就可以知道接收方哪 些数据收到了，哪些没有收到），没有收到的则必须重 发。
滑窗口概念
图 8-20 (a) 窗口内包括 8 个分组的滑动窗口协议 (b) 收到对 1 号分组的确认信息后，窗口滑动，使得 9 号分组也能被发送
滑动窗口概念
图 8-21 使用窗口大小为 3 的滑动窗口协议传输分组示例
第6章 传输层协议及分析PPT课件
8
端口在进程之间的通信中所起的作用
发送方
应用进程
应 用 层
端口
传
输
TCP 复用
UDP 复用
层
TCP 报文段
UDP 用户数据报
网
络
IP 复用
层
接收方
应用进程
端口
TCP 分用
UDP 分用
TCP 报文段
UDP 用户数据报
IP 分用
IP 数据报
IP 数据报
31.10.2020
9
端口
• 端口用一个 16 bit 端口号进行标志。 • 端口号只具有本地意义，即端口号只是为
11
插口(socket)
• TCP 使用“连接”(而不仅仅是“端口”)作为最 基本的抽象，同时将 TCP 连接的端点称为插口 (socket)，或套接字、套接口。
• 插口和端口、IP 地址的关系是：
IP 地址
131.6.23.13
端口号
1500
插口(socket) 131.6.23.13,
1500
Ethernet
31.10.2020
帧头 目的地址 源地址 包类型
包数 据
TCP的报文传送
• UDP即用户数据报协议，它是面向无连接的，可 提供高效率的服务，相当于OSI传输层中的TP0。
31.10.2020
15
传输层向上提供可靠的和不可靠 的逻辑通信信道
应 发
用送 层进
程 数据
接
收 进 程 数据
传 输
全双工可靠信道
层
使用 TCP 协议
发
送 进 程 数据
接
收
？
进
程 数据
计算机网络技术基础6.1传输层概述教案
MlUAiM 亡匚它忌E. 3 tECHW&LOGr教学设计教学效果及改进思路教案於工於g 威哎理妁¥ ft WJAUW 申乩上住t. 3柯 TEC J HM&L^T1、 知识巩固（1） IP 数据包结构中包含哪些字段？（2） IP 数据包结构中，哪个字段是用来确定上层协议类型的？协议字段（3） IP 数据包结构中，协议字段只是用来表示四层协议类型的吗?不是，还包括三层协议如ICMP OSPF 等等2、 自学内容检查（1） 传输层主要解决哪些问题？（学生讲出一二即可）提供端到端的连接 数据分段封装 流量控制 差错控制提供面向连接和非面向连接两种服务 （2） 端口有何作用？识别不同应用进程3、 学生知识讲解（这个可以忽略）4、 教师难点讲解（1） 传输层解决主要问题及作用① 如何实现不同主机相同程序之间通信？如 QQ ,微信、收发邮件等等作用：实现端到端的链接（端口号识别）② 相对二层的帧，三层的数据包，传输层是如何实现数据传输的？作用：数据分段封装（协议结构）③ 在数据传输过程，如何解决流量问题的？作用：拥塞控制（滑动窗口）④ 在数据传输过程，如何解决差错问题的？作用：差错控制（校验和、超时、确认应答）⑤ 传输层可以为上层提供哪些服务作用：面向连接（TCP ）、非面向连接（UDP ）（2） 端口号 ① 作用区分服务类别即不同应用程序进程和同一时间进行多个会话② 分类©请JHTk咸供疏妁琴ItWJMAJR鼻訂如TECJHWffl-OOr教案（3）协议特点①面向连接先建立逻辑通道，再通信，通信结束后释放链路可靠，流量和差错控制，适合安全大数据传输②非面向连接不需要实现建立通道，随时发送不可靠，适合实时性强高速传输5、课程总结（1）传输层作用①实现端到端的链接（端口号识别）②数据分段封装（协议结构）③拥塞控制（滑动窗口）④差错控制（校验和、超时、确认应答）⑤面向连接（TCP）、非面向连接（UDP）（2）端口①建立连接过程（三次握手）②释放连接（四次握手）（3）协议特点面向连接的可靠传输非面向连接非可靠传输6、课程作业（1）传输网作用网上作业系统端口号又称知容端口号范围是0到1023 毎个端口号对应固定应馬FTP~>20. 21HTTP-^80対于应用程序’也可自行设定：HTTP->8Q80用户端□号又称注册端口号范围Jli024 到49L51 没有明确的宦义服务对線动态端□号又称临时端口号范KM49152 到65 汨5系廃分配给应用程序使用使用完成君释放这个喘口教案（2）学习TCP协议知识，完成任务单回答问题任务单问题1、知识巩固（1）传输层主要作用是什么？提供端到端的连接数据分段封装流量控制差错控制提供面向连接和非面向连接两种服务（2）端口的作用是什么？识别不同应用进程2、新课回答问题（1）TCP协议总共多少个字段？（2）TCP协议中，你认为哪个字段最重要，为什么?（3）TCP建立连接经过几次握手？（4）TCP释放连接经过几次握手？（5）TCP通过什么手段进行流量控制？3、讲解内容（1）TCP协议格式？（2）三次握手原理？（3）四次握手原理？（4）滑动窗口工作原理？。
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第6章传输层
教学目标：
1、了解传输层的功能
2、掌握TCP和UDP协议的工作原理
3、理解TCP和UDP协议和上层通信机制
教学重点：
传输层的功能，TCP和UDP协议
教学难点：
TCP和UDP协议通信机制
教学课时：4课时
教学方法：
讲解法、讨论法、演示法、练习法
教学内容及过程：
第6章传输层
6.1内容简介
传输层是OSI七层参考模型的第四层，它为上一层提供了端到端（end to end）的可靠的信息传递。
物理层使我们可以在各链路上透明地传送比特流。
数据链路层则增强了物理层所提供的服务，它使得相邻节点所构成的链路能够传送无差错的帧。
网络层又在数据链路层基础上，提供路由选择、网络互联功能。
而对于用户进程来说，我们希望得到的是端到端的服务，传输层就是建立应用间的端到端连接，并且为数据传输提供可靠或不可靠的链接服务。
6.2传输层简介
一、传输层的定义
传输层是OSI模型的第4层。
一般来说，OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理。
该层的主要任务用一句话表示就是“向用户提供可靠的端到端的服务，处理数据包的传输差错、数据包的次序、处理传输连接管理等传输方面的问题，以保证报文的正确传输”。
二、传输层功能
⏹连接管理
⏹流量控制
⏹差错检测
⏹对用户请求的响应
⏹建立无连接或面向连接的通信
→面向连接：会话建立、数据传输、会话拆除
→无连接：不保证数据的有序到达
6.3TCP协议
传输层协议为TCP（transmission control ptotocol），因此传输层也被称为TCP层。
TCP 协议是面向连接的端到端的可靠的传输层协议。
它支持多种网络应用程序，对下层服务没有多少要求，同时假定下层只能提供不可靠的数据报服务，并可以在多种硬件构成的网络上运行。
一、TCP分段格式
⏹序列号和确认号（32比特）
⏹ 窗口（16比特） ⏹ 校验和（16比特） ⏹ 数据（可变大小） ⏹ 头长度（4比特） ⏹ 标志（6比特） ⏹ FIN （完成） ⏹ PSH （推） ⏹ RST （复位） ⏹ SYN （同步） ⏹ 紧急指针（16比特） ⏹ 选项（可变长度） 二、TCP 的连接建立和拆除 1、TCP 的连接建立
2、TCP 的连接建立
发送 SYN
接收 SYN
1
发送 SYN
接收 SYN 发送 SYN, ACK
接收 SYN
1
2
3、TCP 连接建立
4、TCP 连接拆除
发送 SYN
接收 SYN 发送 SYN, ACK
建立会话
1
2
3
接收 SYN
三、TCP 可靠传输技术
当TCP 的连接建立好后，为保证数据传输的可靠，TCP 协议要求对传输的数据都进行确认，为保证确认的正常进行，TCP 协议首先对每一个分段都作了32位的编号，称为序列号。
每一个分段都按照从起始号递增的顺序进行编号。
TCP 协议通过序列号以及确保传输的可靠性，每一次传输数据时都会标明该段的编号，以便对方确认，同时在确认字段对已收到的TCP 分段确认。
确认并不需要单独发包确认，可以放在传到对方的TCP 分段中，在TCP 协议中并不直接确认收到哪些分段，而是通知发送方下一次该发送哪一个分段，表示前面的分段都已收到。
确认过程图如下：
Fin P
1
2 3
Ack P+1 Fin Q
4
Ack Q+1
四、TCP 流量控制
TCP 初始连接一旦建立，两端就能够使用全双工通信交换数据段，并缓存所发送和接收的段。
之所以要缓存所发送的段，是因为数据重传的需要，以防止数据段不能到达或不能按顺序到达接收端引起的差错。
TCP 采用滑动窗口机制实现流量控制功能。
6.4 UDP 一、UDP 的段格式
二、TCP 和UDP 比较
⏹ TCP 提供可靠的，面向连接的传输服务 ⏹ UDP 提供不可靠的，无连接的传输服务
发送 1
接收 1 发送 ACK 2
接收 ACK 2
发送 2
接收 2 接收 ACK 3
发送
ACK 3
⏹TCP是面向流的协议；UDP是基于数据报的协议
⏹TCP适用于一次传送大批量的数据
⏹UDP适用于多次少量数据的传输，实时性要求高的业务
⏹使用TCP传输的应用程序和协议包括：
→FTP
→Telnet
→SMTP
⏹使用UDP传输的应用程序和协议包括：
→RIP
→TFTP
→SNMP。