运输层
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当运输层采用面向连接的 TCP 协议时，尽管 下面的网络是不可靠的（只提供尽最大努力服 务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双 工的可靠信道。
当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻 辑通信信道是一条不可靠信道。
5.1.2 运输层的两个主要协议
TCP/IP 的运输层有两个不同的协议： (1) 用户数据报协议 UDP
TCP/IP体系结构
链路层（对象：局域网）
实现了邻居间通信 传数据帧 不是可靠传输
1
2
A 1B
C 3D
E
2 3
D只接受
校验正确的数据包
网络层（对象Internet，IP协议）
（1）网 络层实 现了计 算机跨 网传输 （2）尽 力投递
主机
路由器
H1
1 网络
网络 1
网络
1
网络
网络
主机 H2
传输层功能二
(User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP
(Transmission Control Protocol)
TCP 与 UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作 运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)
“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。
运输层协议和网络层协议 的主要区别
应用进程
…
应用进程
…
因特网
IP 协议的作用范围 （提供主机之间的逻辑通信）
TCP 和 UDP 协议的作用范围 （提供进程之间的逻辑通信）
网络
网络
网络
网络
网络
通信网络
主机
运输层为相互通信的应用进程提供了 逻辑通信
5AP1 AP2 4 3 2 1
应用进程
应用进程
端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
主机 B
AP3 AP4
IP 协议的作用范围（主机间的通信）
讲解体系结构
链路层（对象：局域网）
实现了邻居间通信
A
B
C
D
E
网络层（对象Internet，IP协议）
网络层实 现了计算 机跨网传 输；（互 联网上任 意两台计 算机都能 通信）
主机
路由器
H1
网络
网络
网络
网络
网络
利用IP 地址
主机 H2
通信的问题
（1）平时的通信仅仅是计算机 通信么？ 例如咱们使用QQ聊天
当网络的边缘部分中的两个主机使用网 络的核心部分的功能进行端到端的通信 时，只有位于网络边缘部分的主机的协 议栈才有运输层，而网络核心部分中的 路由器在转发分组时都只用到下三层的 功能。
Internet 通信模型示意图
用户 通信
应用层
运输层 网络层 链路层
物理层
通信
网络层 链路层
物理层
主机
路由器
5.2 用户数据报协议 UDP 5.2.1 UDP 概述 5.2.2 UDP 的首部格式
第 5 章 运输层（续）
5.3 传输控制协议 TCP 概述 5.3.1 TCP 最主要的特点 5.3.2 TCP 的连接
5.4 可靠传输的工作原理 5.4.1 停止等待协议 5.4.2 连续 ARQ 协议
5.5 TCP 报文段的首部格式
可靠传输
主机
路由器
H1
1 2 3 网络
网络
网络
网络
网络
123
1
3
2
主机 H2
传输层功能二
可靠传 输：流 量控制、 拥塞控 制等
主机
路由器
H1
1 网络
网络 1
网络
1
网络
网络
主机 H2
第 5 章 运输层
5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信 5.1.2 运输层的两个主要协议 5.1.3 运输层的端口
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数 据报。
运输层的主要功能
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）。
运输层还要对收到的报文进行差错检测。 （网络层只看IP头，不看数据部分） 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。
两种不同的运输协议
运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节 （如网络拓扑、所采用的路由选择协议等）， 它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实 体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
第 5 章 运输层
何欣 软件学院
体系结构
7 应用层 6 表示层
5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
OSI体系结构
4 应用层 3 运输层 2 数网据际链层路层 1 网络接口层
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
TCP/IP体系结构
5.9 TCP 的运输连接管理 5.9.1 TCP 的连接建立 5.9.2 TCP 的连接释放 5.9.3 TCP 的有限状态机
5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信
从通信和信息处理的角度看，运输层向 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。
（2）计算机上运行软件，实 质上软件的通信。
传输层功能一
负责基于主机的软件通信 即一台主机的哪个软件 和 另一条主机的哪个软件间的 通信
主机上 运行很 多软件
主机上的qq
路由器
网络
网络
网络
网络
网络
主机上的qq
Internet的TCP/IP协议
4 应用层 3 运输层 2 数网据际链层路层 1 网络接口层
第 5 章 运输层（续）
5.6 TCP 可靠传输的实现 5.6.1 以字节为单位的滑动窗口 5.6.2 超时重传时间的选择 5.6.3 选择确认 SACK
5.7 TCP的流量控制 5.7.1 利用滑动窗口实现流量控制 5.7.1 必须考虑传输效率
第 5 章 运输层（续）
5.8 TCP 的拥塞控制 5.8.1 拥塞控制的一般原理 5.8.2 几种拥塞控制方法 5.8.3 随机早期检测 RED
运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围 （进程间的通信）
应用进程之间的通信
两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应 用进程互相通信。
应用进程之间的通信又称为端到端的通信。
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。
当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻 辑通信信道是一条不可靠信道。
5.1.2 运输层的两个主要协议
TCP/IP 的运输层有两个不同的协议： (1) 用户数据报协议 UDP
TCP/IP体系结构
链路层（对象：局域网）
实现了邻居间通信 传数据帧 不是可靠传输
1
2
A 1B
C 3D
E
2 3
D只接受
校验正确的数据包
网络层（对象Internet，IP协议）
（1）网 络层实 现了计 算机跨 网传输 （2）尽 力投递
主机
路由器
H1
1 网络
网络 1
网络
1
网络
网络
主机 H2
传输层功能二
(User Datagram Protocol) (2) 传输控制协议 TCP
(Transmission Control Protocol)
TCP 与 UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作 运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)
“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。
运输层协议和网络层协议 的主要区别
应用进程
…
应用进程
…
因特网
IP 协议的作用范围 （提供主机之间的逻辑通信）
TCP 和 UDP 协议的作用范围 （提供进程之间的逻辑通信）
网络
网络
网络
网络
网络
通信网络
主机
运输层为相互通信的应用进程提供了 逻辑通信
5AP1 AP2 4 3 2 1
应用进程
应用进程
端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
主机 B
AP3 AP4
IP 协议的作用范围（主机间的通信）
讲解体系结构
链路层（对象：局域网）
实现了邻居间通信
A
B
C
D
E
网络层（对象Internet，IP协议）
网络层实 现了计算 机跨网传 输；（互 联网上任 意两台计 算机都能 通信）
主机
路由器
H1
网络
网络
网络
网络
网络
利用IP 地址
主机 H2
通信的问题
（1）平时的通信仅仅是计算机 通信么？ 例如咱们使用QQ聊天
当网络的边缘部分中的两个主机使用网 络的核心部分的功能进行端到端的通信 时，只有位于网络边缘部分的主机的协 议栈才有运输层，而网络核心部分中的 路由器在转发分组时都只用到下三层的 功能。
Internet 通信模型示意图
用户 通信
应用层
运输层 网络层 链路层
物理层
通信
网络层 链路层
物理层
主机
路由器
5.2 用户数据报协议 UDP 5.2.1 UDP 概述 5.2.2 UDP 的首部格式
第 5 章 运输层（续）
5.3 传输控制协议 TCP 概述 5.3.1 TCP 最主要的特点 5.3.2 TCP 的连接
5.4 可靠传输的工作原理 5.4.1 停止等待协议 5.4.2 连续 ARQ 协议
5.5 TCP 报文段的首部格式
可靠传输
主机
路由器
H1
1 2 3 网络
网络
网络
网络
网络
123
1
3
2
主机 H2
传输层功能二
可靠传 输：流 量控制、 拥塞控 制等
主机
路由器
H1
1 网络
网络 1
网络
1
网络
网络
主机 H2
第 5 章 运输层
5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信 5.1.2 运输层的两个主要协议 5.1.3 运输层的端口
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数 据报。
运输层的主要功能
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）。
运输层还要对收到的报文进行差错检测。 （网络层只看IP头，不看数据部分） 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。
两种不同的运输协议
运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节 （如网络拓扑、所采用的路由选择协议等）， 它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实 体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
第 5 章 运输层
何欣 软件学院
体系结构
7 应用层 6 表示层
5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
OSI体系结构
4 应用层 3 运输层 2 数网据际链层路层 1 网络接口层
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数数据据链链路路层层 1 物理层
TCP/IP体系结构
5.9 TCP 的运输连接管理 5.9.1 TCP 的连接建立 5.9.2 TCP 的连接释放 5.9.3 TCP 的有限状态机
5.1 运输层协议概述 5.1.1 进程之间的通信
从通信和信息处理的角度看，运输层向 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。
（2）计算机上运行软件，实 质上软件的通信。
传输层功能一
负责基于主机的软件通信 即一台主机的哪个软件 和 另一条主机的哪个软件间的 通信
主机上 运行很 多软件
主机上的qq
路由器
网络
网络
网络
网络
网络
主机上的qq
Internet的TCP/IP协议
4 应用层 3 运输层 2 数网据际链层路层 1 网络接口层
第 5 章 运输层（续）
5.6 TCP 可靠传输的实现 5.6.1 以字节为单位的滑动窗口 5.6.2 超时重传时间的选择 5.6.3 选择确认 SACK
5.7 TCP的流量控制 5.7.1 利用滑动窗口实现流量控制 5.7.1 必须考虑传输效率
第 5 章 运输层（续）
5.8 TCP 的拥塞控制 5.8.1 拥塞控制的一般原理 5.8.2 几种拥塞控制方法 5.8.3 随机早期检测 RED
运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围 （进程间的通信）
应用进程之间的通信
两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应 用进程互相通信。
应用进程之间的通信又称为端到端的通信。
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。