计算机网络-谢希仁第六版第五讲传输层zm2014下概论

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计算机网络 5. 传输层：进程标识
熟知端口号
F THDTSR
Application T
ET
NFNI
Layer P L T S T M P
NP
PP
E
T
21 23 80
Transport Layer
TCP
53 69 161 520
Port
Numbers
UDP
查阅：你常用的网络应用的端口号？端口扫描？
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计算机网络 5. 传输层：UDP
用户数据报协议UDP
□ UDP作用 – 相对于IP协议，唯一增加的能力是提供协议 端口，以保证进行通信
□ UDP特点 – 无连接
UDP适合要求简洁、快速、
– UDP不使用拥塞可控靠制性，要不求保证不可高靠的交应付用
（除了提供校验和机制）
– 面向报文(传输基本单位：用户数据报)
– 传输效率较高
– 适用于传输量比较少的情况
– 支持一对一、一对多、多对一、多对多通信 13
计算机网络 5. 传输层：UDP
UDP 报文封装
应用层 应用层报文
传输层 UDP首部 UDP数据区
网络层
IP首部
IP数据区
数据 链路层
帧首部
帧数据区
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计算机网络 5. 传输层：UDP
UDP 首部格式
➢ UDP 由两部分组成：数据字段和首部字段
端到端
应用层 传输层
网络层
点到点 网络层
点到点 网络层
数据链路层
数据链路层
数据链路层
物理层 比特流
物理层
物理层 比特流
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网络层没有解决的问题
□ 端到端的传输服务标识 网络层仅有网络层地址，还需要进程标识
□ 端到端的服务质量问题 网络层是一种尽最大努力交付Best-effort 服务， 不保证可靠性 无法确定数据到达目的地的时间 无法确定数据到达目的地的状态 □ 丢失 □ 重复 □ 乱序 无法解决！！！
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传输层基本问题分析（脉 络）
◆ 通信源和目的地标识问题 数据从何而来？奔向何方？即数据传输的最初原
始地和最终目的地如何标识？ ◆ 服务质量问题
传输层如何实现可靠性？拥塞控制机制？流量控 制机制？其他相关问题？……
□ 用户数据报协议UDP □ 传输控制协议TCP
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计算机网络 5. 传输层：进程标识
➢ 首部字段8 个字节，由 4 个字段组成
字节
2
2
2
源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报 首 部
数据
发送在前 首部
数据
IP 数据报
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计算机网络 5. 传输层：UDP
UDP校验和计算
计算范围：伪首部+UDP首部+UDP数据
计算方法：与IP首部校验和的计算方法相同
字节
4
4
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– 端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程 – 在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的
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计算机网络 5. 传输层：进程标识
பைடு நூலகம்
端口号的分配
□ 两种基本分配方式 – 全局分配：集中式统一指派 – 本地分配: 动态指派
□ 服务器端使用的端口号0~49151 全局分配或动态指派
□ 客户端使用的端口号49152~65535 动态指派或OS随机分配
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计算机网络 5. 传输层：进程标识
进程标识—端口port
• 端口:是一种抽象的软件结构 （包括一些数据结构和I／O缓冲区）
• 用于标识应用层的进程
• UDP和TCP都使用端口与上层的应用进程进行通 信
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计算机网络 5. 传输层：进程标识
端口号
• 16 bit (0~65535) • TCP和UDP各自的端口号相互独立 • 端口号只具有本地意义
计算机网络 5. 传输层：进程标识
TCP/IP通信五要素
◆ 目的IP地址
要与之进行数据通信的目的主机所在位置
◆ 目的端口
定位远程主机进行数据交换的进程
◆ 源IP地址
数据的发送方，通过这个要素让远程主机系统知道对等 通信的主机
◆ 源端口号
通过这个来定位本地处理通信数据的进程。
◆ 协议
定位具体的通信协议
TCP是一个面向连接的、端到端的、提供可 靠性服务的传输层协议
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计算机网络 5. 传输层：TCP
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。 • “传输层提供应用进程间的逻辑通信”。
– “逻辑通信”指：传输层之间的通信好像是沿 水平方向传送数据。但事实上这两个传输层
之间并没有一条水平方向的物理连接。
计算机网络 5. 传输层：进程标识
• 伪首部既不向下传送也不向上递交 - 仅仅为了计算校验和
• 伪首部的引入破坏了分层原则，是根据需要做的折中
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计算机网络 5. 传输层：UDP
常见的使用UDP的服务
• DNS:域名解析服务, 使用53端口 • SNMP:简单网络管理协议，使用161端口 • Oicq:Oicq的程序既接受服务，又提供服务
源 IP 地址
目的 IP 地址 0 17 UDP长度
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伪首部 源端口 目的端口 长 度
2 检验和
UDP 用户数据报 首 部
数据
发送在前 首部
数据 IP 数据报
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计算机网络 5. 传输层：UDP
UDP伪首部
• 引入伪首部目的是验证数据报是否已正确到达终点 - 不仅检查端口，还检查了IP地址
– oicq服务器使用8000端口，侦听是否有信息到来 客户端使用4000端口，向外发送信息
• TFTP:快速文件传输协议,端口号69 • RPC:远程过程调用,端口号111
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计算机网络 5. 传输层：TCP
TCP协议-可靠的
□ TCP的特点 – 面向连接 – 每一条连接只能有两个端点endpoint – 保证可靠交付 – 提供全双工通信 – 传送数据单元：报文段TCP segment – 面向字节流
传输层提供应用进程间的逻辑通信
5AP1 AP2 4 3 2 1
应用进程
应用进程
端口 传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
IP 协议- 提供主机之间的逻辑通信 传输层协议- 提供进程之间的逻辑通信
主机 B AP3 AP4
计算机网络
第五讲 传输层
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本讲要求
1 理解传输层解决的基本问题 2 理解数据源和目的地的标识问题 3 理解UDP协议的基本功能、报文格式 4 理解TCP协议的报文格式 5 掌握TCP协议的连接建立、关闭过程
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传输层为应用提供端到端的控制
“点主到机点A ”到“端到端”是一次质的主飞机B跃
应用层 传输层