计算机网络第5章 运输层要点
第五章运输层
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)
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数 据报。
课件制作人：邓小鸿
5.2 用户数据报协议 UDP
5.2.1 UDP 概述
UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加 了很少一点的功能，即端口的功能和 差错检测的功能。
虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠 的交付，但 UDP 在某些方面有其特殊 的优点。
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UDP 的主要特点
计算机网络（第 5 版）
第 5 章 运输层
课件制作人：邓小鸿
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
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
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第 5 章 运输层（续）
课件制作人：邓小鸿
面向报文的 UDP
发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添 加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交 下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留 这些报文的边界。
应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发 送，即一次发送一个报文。
接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据 报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应 用进程，一次交付一个完整的报文。
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
谢希仁《计算机网络》(第5版)章节题库-运输层(圣才出品)
第5章运输层一、选择题1．主机甲与主机乙之间已建立一个TCP连接，主机甲向主机乙发送了3个连续的TCP 段，分别包含300B、400B和500B的有效载荷，第3个段的序号为900。
若主机乙仅正确接收到第1个和第3个TCP段，则主机乙发送给主机甲的确认序号是（）。
[2011统考]A．300B．500C．1200D．1400【答案】B【解析】首先应该计算出第二个段的第一个字节的序号。
第三个段的第一个字节序号为900，由于第二个段有400B，所以第二个段的第一个字节的序号为900-400=500。
由于确认号就是期待接收下一个TCP段的第一个字节序号，所以主机乙发送给主机甲的确认序号是500。
这一题相对比较简单，考生只要理解TCP发送确认号的原理就可以了。
2．主机甲向主机乙发送一个（SYN=1，SEQ=11220）的TCP段，期望与主机乙建立TCP连接，若主机乙接受该连接请求，则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是（）。
[2011统考]A．（SYN=0，ACK=0，SEQ=11221，ACK=11221）B．（SYN=1，ACK=1，SEQ=11220，ACK=11220）C．（SYN=1，ACK=1，SEQ=11221，ACK=11221）D．（SYN=0，ACK=0，SEQ=11220，ACK=11220）【答案】C【解析】首先，不管是连接还是释放，一般只要写出来，SYN、ACK、FIN的值一定是1，排除A项和D项。
确认号是甲发送的序列号加1，ACK的值应该为11221（即11220已经收到，期待接收11221），所以排除B项可得正确答案A项。
另外需要重点提醒的是，乙的SEQ值是主机随意给的，和甲的SEQ值没有任何关系，这里只是巧合。
3．主机甲和主机乙之间建立一个TCP连接，TCP最大段长度为1000字节，若主机甲的当前拥塞窗口为4000字节，在主机甲向主机乙连续发送2个最大段后，成功收到主机乙发送的第一段的确认段，确认段中通告的接收窗口大小为2000字节，则此时主机甲还可以向主机乙发送的最大字节数是（）。
《计算机网络》_第7版_谢希仁_复习知识点
第一章概述1.21世纪的一些最重要的特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。
2.Internet是由数量极大的各种计算机网络互连起来的。
3.互联网的两个重要基本特点，即连通性和共享。
4.互联网已经成为世界上最大的计算机网络。
5.以小写字母i开始的internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。
以大写字母I开始的Internet（互联网，或因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
6.所谓“上网”就是指“（通过某ISP获得的IP地址）接入到互联网”。
7.客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户程序：必须知道服务器程序的地址，不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
服务器程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求，系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求，不需要知道客户程序的地址，一般需要有强大的硬件和高级的操作系统支持。
8.路由器（router）是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
9.分组交换的优点：高效-动态分配传输带宽，逐段占用通信链路，灵活-为每一个分组独立地选择最合适的转发路由，迅速-以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组，可靠-保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网。
10.计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定的目的（例如，传送数据或视频信号）。
这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。
11.速率的单位是bit/s（比特每秒）（或b/s，有时也写为bps，即bit per second）。
计算机网络(谢希仁第五版)-第五章_习题答案
第五章传输层5—01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别为什么运输层是必不可少的答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务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（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
5—02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。
但提供不同的服务质量。
5—03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的答：都是。
这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
<5—05 试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。
答：VOIP：由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。
有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。
因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。
5—06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理答：丢弃5—07 如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗请说明理由答：可能，但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。
5—08 为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的答：发送方UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP 层。
UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
《计算机网络》复习资料
《计算机⽹络》复习资料《计算机⽹络》复习题第⼀章概述1、因特⽹使⽤的IP协议是⽆连接的，因此其传输是不可靠的。
这样容易使⼈们感到因特⽹很不可靠。
那么为什么当初不把因特⽹的传输设计成为可靠的？答：这个问题很重要，需要多⼀些篇幅来讨论。
先打⼀个⽐⽅。
邮局寄送的平信很像⽆连接的IP数据报。
每封平信可能⾛不同的传送路径，同时平信也不保证不丢失。
当我们发现收信⼈没有收到寄出的平信时，去找邮局索赔是没有⽤的。
邮局会说：“平信不保证不丢失。
怕丢失就请你寄挂号信”。
但是⼤家并不会将所有的信件都⽤挂号⽅式邮寄，这是因为邮局从来不会随意地将平信丢弃，⽽丢失平信的概率并不⼤，况且寄挂号信要多花3元钱，还要去邮局排队，太⿇烦。
总之，尽管寄平信有可能会丢失，但绝⼤多数的信件还是平信，因为寄平信⽅便、便宜。
我们知道，传统的电信⽹的最主要的⽤途是进⾏电话通信。
普通的电话机很简单，没有什么智能。
因此电信公司就不得不把电信⽹设计得⾮常好，这种电信⽹可以保证⽤户通话时的通信质量。
这点对使⽤⾮常简单的电话机的⽤户则是⾮常⽅便的。
但电信公司为了建设能够确保传输质量的电信⽹则付出了巨⼤的代价（使⽤昂贵的程控交换机和⽹管系统）。
数据的传送显然必须是⾮常可靠的。
当初美国国防部在设计ARPANET时有⼀个很重要的讨论内容就是：“谁应当负责数据传输的可靠性？”这时出现了两种对⽴的意见。
⼀种意见是主张应当像电信⽹那样，由通信⽹络负责数据传输的可靠性（因为电信⽹的发展历史及其技术⽔平已经证明了⼈们可以将⽹络设计得相当可靠）。
但另⼀种意见则坚决主张由⽤户的主机负责数据传输的可靠性。
这⾥最重要的理由是：这样可以使计算机⽹络便宜、灵活，同时还可以满⾜军事上的各种特殊的需求。
下⾯⽤⼀个简单例⼦来说明这⼀问题。
设主机A通过因特⽹向主机B传送⽂件。
怎样才能实现⽂件数据的可靠传输呢？如按照电信⽹的思路，就是设法（这需要花费相当多的钱）将不可靠的因特⽹做成为可靠的因特⽹。
浙大远程-计算机网络基础第5、6章离线作业和答案
第5章运输层作业五一．填空题：1.从通信和信息处理的角度看，在TCP/IP模型中向其上面的应用层提供通信服务的协议层称为_运输_层。
2.传输层使用了___网络层__提供的服务，并通过执行_传输层协议_，针对最高层屏蔽__通信子网_在技术、设计上的差异与服务不足，向_更高层（或写应用层）_提供了一个标准的完善的通信服务。
3.TCP协议可以为其用户提供_可靠_、面向连接的、全双工的数据流传输服务。
4.UDP协议可以为其用户提供不可靠、__无连接的数据传输服务。
5.人们把将要发送的完整的数据块称为报文，在运输层直接对应用层交下来的报文进行封装的协议是_ UDP _。
6.在运输层，TCP协议传递给网络层IP协议的数据单元称为_报文段_。
7.TCP/IP的运输层有两个不同的协议，它们是TCP和UDP,其中文名分别叫做传输控制协议和_用户数据报协议__。
前者是面向连接的协议，而后者则属于无连接协议。
使用UDP协议，系统资源开销小，UDP报文段的首部只有_8_字节。
而对于TCP来说，其报文段的首部至少有_20_字节，传输开销比较大，TCP开销大的另一个原因是占有CPU的处理时间。
因此，在应用层开发中运输层使用哪个协议要视具体情况而定。
诸如“万维网、电子邮件和文件传输”服务在运输层使用_ TCP_协议封装，而“域名转换协议DNS和IP电话”服务在运输层使用_ UDP协议封装。
8.熟知端口即系统端口号是IANA指派的。
FTP服务使用的熟知端口号是_21_，简单邮件传输协议SMTP使用的熟知端口号是_25_，邮局协议POP3使用的熟知端口号是_110_。
9.在TCP/IP网络中，两个应用进程之间建立的Socket连接是由4个数字确定的，包括双方的IP地址和双方的__端口号__。
10.主机A向主机B发送TCP报文段，首部中的源端口是m而目的端口是n。
当B向A发送回信时，其TCP报文段的首部中的源端口和目的端口分别是_ n 和m __。
计算机网络知识点汇总
个人公众号：飞享第一章：网络基础1.计算机网络：由若干节点和连接这些节点的链路组成。
2.网络把许多计算机连在一起，而互连网则把许多网络通过计算机连在一起。
与网络相连的计算机通常称为主机。
3.互联网由边缘部分和核心部分组成。
边缘部分；由所有连接在互联网上的主机组成，用户直接使用，用来通信。
核心部分：由大量网络和连接在这些网络上的服务器组成，为边缘部分提供服务。
4.计算机网络主要是由一些通用的，可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定的目的。
这些可编程的硬件能够用来传送各种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。
5.按照网络的作用范围分类：广域网WAN，城域网MAN，局域网LAN，个人区域网PAN。
6.网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则，标准，约定。
由语法，语义，同步三要素组成。
语法：数据与控制信息的结构或者格式。
语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
7.网络的体系结构：计算机各层及其协议的集合。
8.计算机通信是计算机中进程之间的通信。
计算机网络采用的通信方式是客户服务器方式和对等连接方式（P2P）。
9.五层协议的体系结构由应用层，运输层，网络层，数据链路层，物理层组成。
运输层最重要的协议是TCP和UDP协议，而网络层最重要的协议是IP协议。
10.分组交换最主要的特点就是采用存储转发技术。
最常用的分组交换是使用无连接的IP 协议，数据传输过程，动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
11.电路交换：建立连接，通信，释放连接。
整个通信的过程，通信的双方自始至终占用着所使用的物理信道。
12.报文交换，采用存储转发技术，整个报文在网络的结点中存储下来，然后再转发出去。
13.速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称为数据率或比特率。
14.带宽：网络的通信链路传送数据的能力，网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率。
计算机网络第五版谢希仁编著课后习题答案——期末考
第一章概述1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
<简答>答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网：城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网：校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运。
专用网：面向特定机构。
1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成：（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。
各层的主要功能：物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。
（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。
）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。
计算机网络 谢希仁 第五章习题解答
计算机网络谢希仁第五章：运输层1、试说明运输层在协议栈中的作用？运输层的通信和网络层的通信有什么重要的区别？为什么运输层是必不可少的？答：（1）首先，从通信和信息处理的角度来看，运输层向它上面的应用层提供通信服务，并为高层用户屏蔽了下层通信通信子网的细节。
其次，运输层的另一个重要功能就是复用和分用功能。
第三，运输层对传输的报文提供了差错检测机制。
第四，根据应用的不同，运输层还采用不同的运输层协议提供不同的服务。
（2）网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，如下图所示：（3）虽然无连接的运输服务和无连接的网络服务十分相似，但是运输层依然有它存在的必要性，因为：事实上，网络层是通信子网的一个组成部分，假设网络服务质量不可靠，频繁地丢失分组，网络层系统崩溃或不停的发出网络重置，这将发生什么情况呢？因为用户不能对通信子网加以控制，所以无法采用更好的通信处理机来解决网络层服务质量低劣的问题，更不可能通过改进数据链路层纠错能力来改善低层的条件。
因此，解决这一问题的唯一可行的办法就是在网络层的上面增加一层，即运输层。
运输层的存在使得运输服务比网络服务更可靠，分组的丢失、残缺，甚至网络重置都可以被运输层检测到，并采用相应的补救措施，而且由于运输服务独立于网络服务，故可以采用一个标准的原语集提供运输服务。
2、网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？答：如果下层的网络十分可靠，例如提供虚电路服务，那么用于完成数据传输的运输层协议就不需要做太多的工作。
当网络层仅使用提供不可靠的数据报服务时，运输层就需要使用一些复杂的协议，以便能够提供更优质的服务。
3、当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向连接的？答：在网络层IP提供的是无连接的服务，但是在运输层TCP提供的服务是面向连接的。
但是最终，该应用程序使用的还是面向连接的传输服务。
4、试用画图解释运输层的复用。
计算机网络笔记（第五章~第九章）
计算机⽹络笔记（第五章~第九章）第五章传输层传输层是整个⽹络体系结构中的关键层之⼀5.1 传输层协议的概述5.1.1 进程之间的通信传输层向他上⾯的应⽤层提供通信服务两个主机进⾏通信就是两个主机中的应⽤进程互相通信通信的真正端点并不是主机⽽是主机中的进程。
端到端的通信是应⽤进程之间的通信传输层有⼀个很重要的功能————复⽤和分⽤复⽤是指在发送⽅不同的应⽤进程都可以使⽤同⼀个传输层协议进⾏传送数据分⽤是指接收⽅的传输层在剥去报⽂的⾸部后能够把这些数据正确交付到⽬的应⽤进程传输层功能：（1）⽹络层是为主机之间提供逻辑通信，传输层为应⽤进程之间提供端到端的逻辑通信（2）传输层还要对收到的报⽂进⾏差错检验（3）传输层需要有两个不同的传输协议，即⾯向连接的TCP和⽆连接的UDP（4）传输层向⾼层⽤户屏蔽了下⾯⽹络核⼼的细节，它使应⽤进程看见的就好像在两个传输层实体之间有⼀条端到端的逻辑通信信道TCP和UDP都是全双⼯采⽤⾯向连接的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信通道当传输层采⽤⽆连接的UDP协议时，这种逻辑通信信道仍然是⼀条不可靠信道5.1.2 传输层的两个主要协议TCP/IP传输层的两个主要协议都是因特⽹的正式标准，即：（1）⽤户数据报协议UDP（2）传输控制协议TCP （主要的协议）两个对等传输实体在通信时传送的数据单位叫作传输协议数据单元TPDU在TCP/IP体系中，则根据所使⽤的协议是TCP或UDP，分别称之为TCP报⽂段或UDP⽤户数据报UDP在传送数据报之前不需要先建⽴连接（为不可靠的）TCP则提供⾯向连接的服务，数据传送结束后要释放连接。
TCP不提供⼴播或多播服务（为可靠的）5.1.3 传输层的端⼝传输层的复⽤和分⽤功能也是类似的。
应⽤层所有的应⽤进程都可以通过传输层在传送到IP层，这就是复⽤。
传输层从IP层收到数据后必须交付给指明的应⽤进程，这就是分⽤。
计算机网络第五版课后习题答案
电脑网络第五版答案第一章概述1-01 电脑网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：〔1〕报文分组，加首部〔2〕经路由器储存转发〔3〕在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：〔1〕电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
〔2〕报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
〔3〕分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：〔1〕因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。
〔2〕建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。
〔3〕草案标准(Draft Standard)〔4〕因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：〔1〕internet〔互联网或互连网〕：通用名词，它泛指由多个电脑网络互连而成的网络。
；协议无特指〔2〕Internet〔因特网〕：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 电脑网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：〔1〕广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
第五章计算机网络基础知识
N层
N-1层 …
实通信
计算机应用基础
物理介质
49
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构就是计算机网络的层次 及其协议集合。 体系结构是一个抽象的概念，是关于计算机 网络设置多少层、哪几层以及每个层次提供 哪些功能的精确定义，并不涉及具体的实现 细节。 体系结构的说明必须包含足够的信息，以便 网络设计者能为每一层编写完全符合相应协 议的程序。
• OSI/RM体系结构 7层 • TCP/IP体系机构 4层
计算机应用基础
15
局域网：企业内部联网 Internet：全球联网
中国网民数量
计算机应用基础 16
计算机网络的定义
计算机网络是什么?
计算机应用基础
17
网络的基本概念
所谓计算机网络是利用通信设备和线路 将地理位置分散的、功能独立的自主计算机 系统或由计算机控制的外部设备连接起来， 在网络操作系统的控制下，按照约定的通信 协议进行信息交换，实现资源共享目的的系 统。 功能 组成
1011001 …
队列
结点 A 发送器
链路
结点 B
计算机应用基础 41
生活中的对照例子
• 班级组织春游，到长途汽车站乘车 • 处理延时(排队延时)
– 到车站时前面已排了3个团；
• 发送延时(检票时间)
– 排到本班第1位，全班45人开始逐一检票
• 传播延时(旅途时间)
– 从南昌开往婺源
班级 = 分组
计算机应用基础 39
时延
时延是指一个报文或分组从一个网络 （或一条链路）的一端传送到另一端所需的 时间。通常来讲，时延是由以下几部分组成。 (1) 处理时延（和排队时延） (2) 发送时延 (3) 传播时延
谢希仁计算机网络第五版(第5章)课后习题答案
第五章传输层5—01试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务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（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
5—02网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。
但提供不同的服务质量。
5—03当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？答：都是。
这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
5—04试用画图解释运输层的复用。
画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接有复用到IP数据报上。
5—05试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。
答：VOIP：由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。
有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。
因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。
5—06接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？答：丢弃5—07如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗？请说明理由答：可能，但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。
5—08为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的？答：发送方UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP 层。
UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
计算机网络(第5版)课后习题答案：第5章 运输层
第五章传输层5-01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务。
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（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
5-02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。
但提供不同的服务质量。
5-03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？答：都是。
这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
5-04 试用画图解释运输层的复用。
画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接又复用到IP数据报上。
答：许多个运输用户复用到一条运输连接上：不同的端口号。
这条运输连接又复用到IP数据报上：不同的协议号，UDP:17，TCP: 6。
5-05 试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。
答：VOIP（Voice over Internet Protocol）即网络电话，将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络进行语音讯号的传输，通俗来说也就是互联网电话或IP电话。
由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。
有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。
因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。
5-06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？答：丢弃。
5-07 如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗？请说明理由。
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5.2 用户数据报协议UDP
UDP的首部格式
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用户数据报 UDP 有两个字段：数据字段和首部 字段。首部字段有 8 个字节，由 4 个字段组成， 每个字段都是两个字节。
字节
4 源 IP 地址
4 目的 IP 地址
11 2 0 17 UDP长度
（数据报） 递交给网络层，尽力而为的交付给接收主机
接收方
从网络层接收报文段（数据报） 根据目的端口号，将数据交付给相应的应用进程
UDP通信事先无需握手，是无连接的
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5.2 用户数据报协议UDP
UDP的优势
无需建立连接——建立连接会增加时延 简单——发送方和接收方无需维护连接状态 段首部开销小——TCP:20Byte vs UDP:8Byte 无拥塞控制——UDP 可按需要随时发送
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5.2 用户数据报协议UDP
一个最简单的运输层协议必须提供
多路复用/多路分解服务 差错检查
实际上这就是UDP所提供的功能（RFC 768）
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5.2 用户数据报协议UDP
UDP处理数据的流程
发送方
从应用进程得到数据 附加上为多路复用/多路分解所需的源和目的端口号及差错检测信息，形成报文段
字节
12
2
2
2
伪首部 源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报 首 部
发送在前 首部
数据
数据 IP 数据报
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
4 目的 IP 地址
11 2 0 17 UDP长度
字节
12
2
2
接收方
计算接收到的报文段的校验和 检查计算结果是否与收到报文段的校验和字段中的值相同
不同 — 检测到错误 相同 — 没有检测到错误(但仍可能存在错误)
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5.2 用户数据报协议UDP
例子: 将两个16比特字相加
11110011001100110 11101010101010101
TCP 则提供面向连接的服务。 TCP 不提供广播或多播服务。由 于 TCP 要提供可靠的、面向连接 的运输服务，因此不可避免地增 加了许多的开销。这不仅使协议 数据单元的首部增大很多，还要 占用许多的处理机资源
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5.1 运输层协议概述
端口
端口的作用就是让应用层的各种应用进程都能将其数据通过端口向下交付给 运输层，以及让运输层知道应当将其报文段中的数据向上通过端口交付给应 用层相应的进程（或者线程）
运输层协议的工作内容
发送方：把应用数据划分成 报文段(segments),交给网络层 接收方：把报文段重组成应用数据，交付给应用层
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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
1087
面向报文的UDP
发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。 UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的 边界。
应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次发送一个报文。
接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地 交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
协议数据单元称为 TCP 报文段
UDP 协议
逻辑通信信道是一条不可靠信道 协议数据单元称为 UDP 报文或用
户数据报
TCP vs UDP
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。虽然 UDP 不提供可靠交付， 但在某些情况下 UDP 是一种最 有效的工作方式。
计算机网络 第5章 运输层
内容概览
运输层协议概述 用户数据报协议UDP 传输控制协议TCP概述 可靠传输的工作原理 TCP报文段的首部格式 TCP可靠传输的实现 TCP的流量控制 TCP的拥塞控制 TCP的运输连接管理
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5.1 运输层协议概述
运输层的功能
为不同主机上运行的应用进程之间提供逻辑通信(logical communication)
2
伪首部 源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报
发送在前 首部
首部
数据
数据 IP 数据报
5.2 用户数据报协议UDP
UDP的检查和
目标
检测收到的报文段的“差错” (例如, 出现突变的比特)
发送方
把报文段看作是16比特字的序列 检查和：对报文段的所有16比特字的和进行1的补运算 发送方将计算校验和的结果写入UDP校验和字段中
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
IP 协议的作用范围 运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围
主机 B
AP3 AP4
5.1 运输层协议概述
运输层协议和网络层协议的区别
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5.1 运输层协议概述
两种不同的运输层协议
TCP 协议
逻辑通信信道相当于一条全双工 的可靠信道
从这个意义上讲，端口是用来标志应用层的进程（或者线程）
端口用一个 16 bit 端口号进行标志
端口分类
熟知端口——数值一般为 0~1023。
登记端口号——数值为1024~49151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。 使用这个范围的端口号必须在 IANA 登记，以防止重复。
客户端口号或短暂端口号——数值为49152~65535，留给客户进程选择暂时使 用。当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态 端口号。通信结束后，这个端口号可供其他客户进程以后使用。
回卷
和 检查和
11011101110111011
11011101110111100 10100010001000011
注意：最高有效位的进位要回卷加到结果当中
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计算 UDP 检验和的例子
12 字节 伪首部
8 字节 UDP 首部
7 字节 数据
153.19.8.104
171.3.14.11 全 0 17 15