传输层
传输层的原理
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传输层的原理传输层是OSI(开放式系统互联)模型中的第四层,其主要任务是为应用层提供可靠、高效的数据传输服务。
它在网络层的IP报文的基础上,为两个主机之间的通信提供端到端的数据传输。
传输层的主要特点是有限制的端到端通信和可靠的数据传输。
限制的端到端通信意味着数据从源主机传输到目的主机,并在此过程中经过中间设备,而传输层要负责确保数据在源和目的地之间的正确传输。
可靠的数据传输意味着传输层在数据传输过程中要能够检测错误、重传丢失的数据、排除冗余等,以确保数据的准确性和完整性。
传输层的主要协议有传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
TCP是一种面向连接的协议,它通过三次握手建立连接,并在传输过程中使用序列号、确认号等机制来保证数据的可靠传输。
UDP则是一种无连接的协议,它不需要建立连接,只是简单地将数据从一端发送到另一端。
UDP速度较快,但可靠性较低。
传输层的主要功能包括分段和重组、流量控制、差错检测与纠正、拥塞控制等。
分段和重组是传输层的基本功能之一。
当应用层的数据量超过网络层所能承载的最大限制时,传输层将数据分成较小的片段,并在接收端将这些片段重新组合为完整的数据。
这种分段和重组的功能能够提高数据传输的效率和可靠性。
流量控制是指传输层通过控制发送端的发送速度,来避免接收端因处理能力不足而无法接收数据的情况。
流量控制可以通过滑动窗口机制和确认号来实现。
滑动窗口机制允许发送方发送一定数量的数据,在接收方确认收到后,再发送新的数据。
确认号则用于告诉发送方接收到了哪些数据,以便发送方可以控制发送速度。
差错检测与纠正是传输层的重要功能之一。
在数据传输过程中,可能出现误码现象,即数据在传输过程中发生了变化。
传输层可以通过奇偶校验、循环冗余检验等方式来检测错误,并通过重传机制将出错的数据进行纠正。
拥塞控制是指传输层通过控制发送端的发送速度,来避免网络出现拥塞。
当网络中的流量过大时,可能会导致网络性能下降,甚至导致网络堵塞。
传输层
![传输层](https://img.taocdn.com/s3/m/f4033b126c85ec3a87c2c557.png)
传输层,是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用。
当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求;当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作。
传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。
目录1简介2端口概念3基本功能4服务类型5协议等级6地位1简介传输层(Transport Layer)是OSI中最重要, 最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制传输层的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息。
传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.有一个既存事实,即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的接口.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流,复用/解复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.此外传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。
传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.[1]2端口概念传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。
传输层的功能
![传输层的功能](https://img.taocdn.com/s3/m/bf8b8ab02b160b4e777fcfd4.png)
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传输层的功能
于QoS的要求变得会特别强烈。需要可靠性的应用将利用这种传输层 协议,它提供了一条端到端的虚电路,利用流量控制,确认,以及 其他方式来保证数据的传送。这样的协议被称为面向连接的协议。 两个网络节点之间会话层或数据传输会话的建立,是传输层所提供 的可靠性的—个重要组成部分。
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传输层的功能
3. 校验和的提供 校验和是一个基于数据段,在字节的基础上计算出来的16位的 比特值。许多传输层提供了校验和来保证数据的完整性。传输层的 校验和提供了与CRC类似的功能。必须注意的是,CRC并不是一个 完美的机制,以保证数据在到达目的地的途中不发生崩溃。路由器 与交换机可以用来发现崩溃了的数据,重新计算CRC,并将崩溃了 的数据发送到应该送达的地方。由于CRC是在数据崩溃以后计算的, 接受方将无法获知数据曾经崩溃过。中间设备对传输层中的校验和 不做计算。因此,如果通路上发生数据崩溃,最后接收方的工作站 将检测出校验和错误并丢弃数据。校验和可应用于面向连接与无连 接协议的传输层之中。 4. 对数据的辨认 传输层必须能够通知接收方的计算机包含在报文中的数据类型。 这个信息保证了应用程序对数据的正确处理。 当一个计算机接受数据包时,数据从网络接口卡被接收,然后被发
注意:虚电路与人们常用的电话交谈相类似。其中,会话(数据 传送)只有在连接已经建立起来后才可以发生。呼叫者拨号,电话铃 响,然后有人回应。被呼叫者相应后,呼叫者表明自己的身份,被 呼叫者回应呼叫者,然后通话开始。
7. 面向无连接意味着不可靠性 并不是所有的应用程序都需要传输层来提供可靠的QoS。有一些 应用程序主要在局域网中,而不是在巨大的互联网中运行。而可靠 性,虽然很重要,却可以轻易地实现。在这些应用程序中,用来提 供高可靠性的开销与复杂的传输系统既不必要也不需要。这种情况 下,应用程序将使用一个无连接的传输层协议。因为从网络带宽与 处理的角度来说,它的开销较小。
osi七层模型的定义和各层功能
![osi七层模型的定义和各层功能](https://img.taocdn.com/s3/m/b94d2b5b11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7ba.png)
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展,我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准,它将计算机网络协议的通信功能分为七层,每一层都有着独特的功能和作用。
下面,我将以此为主题,深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层:物理层在OSI七层模型中,物理层是最底层的一层,它主要负责传输比特流(Bit Flow)。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题,整个网络都无法正常工作。
2. 第二层:数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分,然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础,能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层:网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通,实现数据的全球传输。
4. 第四层:传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层:会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层:表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式,然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层:应用层应用层是OSI模型中的最顶层,它为用户提供网络服务,包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口,用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准,它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用,共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能,我们才能更好地利用网络资源,提高网络效率。
传输层加密原理
![传输层加密原理](https://img.taocdn.com/s3/m/45a86dac18e8b8f67c1cfad6195f312b3169eb27.png)
传输层加密原理
传输层加密原理是指在数据传输过程中,对数据进行加密处理,以保护数据的机密性和完整性。
这种加密方法可以在通信协议的传输层上实现,通过对数据流进行加密和解密来实现数据的安全传输。
传输层加密原理主要包括对称加密和非对称加密两种方式。
对称加密是指发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密。
在传输层加密中,发送方使用密钥对数据进行加密,然后将加密后的数据发送给接收方。
接收方使用相同的密钥对加密数据进行解密,从而获取原始数据。
非对称加密是指使用不同的密钥进行加密和解密,其中公钥用于加密,私钥用于解密。
非对称加密通常用于实现数字签名和身份验证等安全需求。
传输层加密通常在应用层协议(如HTTP、FTP、SMTP等)之上提供,可以保证数据的机密性和完整性,防止数据被截获、篡改或窃取。
这种加密方法广泛应用于互联网通信、企业网络通信和金融交易等领域。
传输层的协议
![传输层的协议](https://img.taocdn.com/s3/m/e6540607326c1eb91a37f111f18583d049640f3c.png)
传输层的协议传输层是OSI模型中的第四层,它负责在网络中的不同主机之间提供端到端的数据传输服务。
在传输层中,有许多不同的协议,每种协议都有自己的特点和适用场景。
本文将介绍几种常见的传输层协议,包括TCP、UDP和SCTP。
首先,我们来谈谈TCP(Transmission Control Protocol)。
TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议,它能够保证数据的可靠传输。
TCP通过序号、确认和重传机制来实现数据的可靠传输,同时还能够进行流量控制和拥塞控制。
因此,TCP 常用于对数据可靠性要求较高的场景,比如文件传输、电子邮件等。
其次,UDP(User Datagram Protocol)是另一种常见的传输层协议。
与TCP不同,UDP是一种无连接的传输协议,它不保证数据的可靠传输。
UDP只是简单地将数据包发送到目的地,不进行任何确认和重传操作。
因此,UDP的传输效率比TCP高,适用于对实时性要求较高的场景,比如音视频流媒体、在线游戏等。
除了TCP和UDP,还有一种不太常见但也很重要的传输层协议,那就是SCTP (Stream Control Transmission Protocol)。
SCTP是一种面向消息的传输协议,它能够在一个连接中传输多个独立的数据流,同时还具有TCP的可靠性和UDP的实时性。
因此,SCTP适用于对数据传输要求较高的场景,比如VoIP通话、智能电网等。
总的来说,传输层的协议有TCP、UDP和SCTP等多种,它们分别适用于不同的网络场景。
选择合适的传输层协议能够提高数据传输的效率和可靠性,为网络应用提供更好的服务。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择合适的传输层协议,以达到最佳的传输效果。
通讯协议有哪几种
![通讯协议有哪几种](https://img.taocdn.com/s3/m/e8eb69966e1aff00bed5b9f3f90f76c660374c17.png)
通讯协议有哪几种在计算机网络通信中,通讯协议是指计算机之间进行通信所必须遵循的规则和约定。
通讯协议可以分为多种类型,每种类型都有其特定的应用场景和特点。
本文将介绍几种常见的通讯协议,包括传输层协议、网络层协议、应用层协议等。
1. 传输层协议。
传输层协议是指在计算机网络中负责实现端到端通信的协议。
常见的传输层协议包括TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)。
TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议,它通过三次握手建立连接,保证数据的可靠传输。
TCP具有流量控制和拥塞控制等特点,适用于对数据传输要求较高的场景,如文件传输、网页浏览等。
UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议,它不保证数据的可靠传输,但具有低延迟和高效率的特点。
UDP适用于对实时性要求较高的场景,如音视频传输、在线游戏等。
2. 网络层协议。
网络层协议是指在计算机网络中负责实现数据包转发和路由选择的协议。
常见的网络层协议包括IP(Internet Protocol)和ICMP(Internet Control Message Protocol)。
IP是一种主机到主机的协议,它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
IP协议使用IP地址来标识主机和子网,实现数据包的路由选择和转发。
ICMP是一种用于在IP网络中传递控制消息的协议,它主要用于网络故障排除和诊断。
ICMP协议可以发送错误报文和请求报文,帮助网络管理员快速定位和解决网络问题。
3. 应用层协议。
应用层协议是指在计算机网络中负责实现特定应用功能的协议。
常见的应用层协议包括HTTP(Hypertext Transfer Protocol)、FTP(File Transfer Protocol)、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)等。
HTTP是一种用于传输超文本数据的协议,它是万维网的核心协议,用于在客户端和服务器之间传输HTML页面、图片、视频等资源。
传输层常用技术
![传输层常用技术](https://img.taocdn.com/s3/m/2161462ba200a6c30c22590102020740be1ecd11.png)
传输层常用技术传输层作为网络协议栈中的一层,主要负责在网络上的两个主机之间建立可靠的通信连接。
为了实现可靠的数据传输,传输层使用了多种常用技术。
1. TCP(传输控制协议):TCP是一种可靠的、面向连接的传输协议。
它通过使用序号、确认和重传机制来确保数据包的可靠传输。
TCP还实现了流量控制和拥塞控制机制,以防止网络拥塞和数据丢失。
2. UDP(用户数据报协议):UDP是一种简单的、无连接的传输协议。
与TCP不同,UDP不提供可靠性和流量控制机制。
它仅仅负责将数据从一个主机传输到另一个主机。
UDP常用于实时应用程序,如音频和视频流传输。
3. 前向纠错(Forward Error Correction,FEC):FEC是一种纠错技术,用于在传输过程中检测和纠正数据包中的错误。
通过在发送端添加冗余数据,接收端可以使用这些冗余数据来恢复原始数据包,即使数据包在传输过程中发生了错误。
4. 压缩算法:在传输层中,为了减少传输的数据量和提高传输效率,常常使用压缩算法。
压缩算法可以通过去除冗余数据或使用更简洁的表示方式来减小数据的大小。
常见的压缩算法有Lempel-Ziv-Welch(LZW)、Run-Length Encoding(RLE)等。
5. 流量控制与拥塞控制:为了避免网络拥塞和数据包丢失,传输层使用流量控制和拥塞控制机制。
流量控制机制用于限制发送端发送数据的速率,以适应接收端的处理能力。
拥塞控制机制则用于监测网络拥塞状态并相应地调整发送速率,以避免网络拥塞的发生。
总之,传输层常用技术包括TCP、UDP、前向纠错、压缩算法以及流量控制和拥塞控制机制。
这些技术的应用使得传输层能够提供可靠的数据传输和高效的网络通信。
计算机网络传输层PPT课件
![计算机网络传输层PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/e2447a9327fff705cc1755270722192e453658f9.png)
简单连接管理状态图
一套传输原语 — Berkeley Sockets
➢ 连接释放是对称的。
举例:传输服务的实现
➢ 一个本地的应用程序和几个远程应用程序利用面向连接的传输层服务完成 通信的操作过程如下。
接请求。 ➢ A 发出序号为X的第一个数据DATA,并确认B的序号为Y的接受连接确认。
连接请求
CR(seq=x)
接)
发送数据,回送确认
DATA(seq=x, ACK=y)
连接成功!
主机A
主机B
重复的CR
➢ 如果出现了重复的建立连接请求CR的情况,三次握手 可以很好的解决。
➢ 蓝兵穿越白军防地是不可靠通信。 ➢ 蓝军2不知道蓝军1是否收到确认,不能贸然行动。 ➢ 即使采用三次握手释放连接,也会出现最后的确认丢失,应
答TPDU丢失、应答及后续释放请求丢失的情况。 ➢ 没有一个满意的解决问题的方法。
三次握手 + 定时器的方法释放连接
➢ 在实际的通信过程中,使用三次握手 + 定时器的方法 释放连接,在绝大多数情况下是成功的。
➢ 解决延迟重复分组的关键是丢弃过时的分组,可用如 下方法:
➢ 非重复的TSAP ➢ 过时连接表 ➢ 分组的TTL机制 ➢ 三次握手机制
非重复的TSAP
➢ 原理
➢ 废弃使用过的传输地址。
➢ 方法
➢ 系统为每次的传输连接赋予一个新的传输地址。 ➢ 当此连接被释放的时候,此传输地址就被废弃了。
➢ 缺点
➢ 缺点
➢ 消除重复连接请求依赖通信子网完成。 ➢ 不能避免网络层分组传输的不可靠性。
信息传输的分层结构
![信息传输的分层结构](https://img.taocdn.com/s3/m/82701d856037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a93.png)
信息传输的分层结构
信息传输的分层结构是指将整个传输过程分为不同的层次,每一层负责不同的功能。
这种分层结构有助于简化系统设计和实现,并提高系统的可靠性和扩展性。
常见的信息传输的分层结构包括:
1. 物理层:负责传输数据的物理介质,例如光纤、电缆等,以及实现数据的传输和接收。
2. 数据链路层:负责将物理层传输的比特流分割成一个一个的数据帧,并对数据帧进行检错和纠错,以保证数据的可靠传输。
3. 网络层:负责将数据帧从源节点传输到目标节点,通过路由选择算法确定传输路径,并进行网络地址的分配和转换。
4. 传输层:负责对数据进行可靠传输、流量控制和拥塞控制,确保数据的完整性和正确性。
5. 应用层:负责应用程序之间的通信和数据交换,例如电子邮件、文件传输、网页浏览等。
以上是OSI模型中的分层结构,实际应用中也有其他的分层
结构,比如TCP/IP模型中的物理层、数据链路层、网络层、
传输层和应用层等。
每个分层都有自己特定的功能和协议,通过在不同层之间定义接口和协议,实现了信息传输的分层结构。
osi七层模型各层传输单位
![osi七层模型各层传输单位](https://img.taocdn.com/s3/m/39e07563492fb4daa58da0116c175f0e7cd119aa.png)
osi七层模型各层传输单位在计算机网络中,OSI(Open Systems Interconnection)七层模型被广泛使用,其将网络通信过程划分为七个不同的层级。
每个层级都有特定的功能和任务,它们共同协作,以确保数据在网络中的可靠传输。
本文将详细介绍OSI七层模型各层传输单位。
第一层:物理层(Physical Layer)物理层是OSI七层模型的最底层,主要负责传输物理比特流。
在这一层,数据以原始电信号形式通过物理媒介进行传输,如网线、光纤等。
物理层的传输单位是比特(Bit),它表示计算机中最基本的信息单元,只有0和1两个状态。
第二层:数据链路层(Data Link Layer)数据链路层建立起两个相邻节点之间的数据链路连接,负责将比特流转化为数据帧进行传输。
数据链路层的传输单位是数据帧(Frame),它由帧头、帧尾和数据以及错误校验等部分组成。
第三层:网络层(Network Layer)网络层负责在整个网络中将数据从源节点传输到目标节点。
它将数据分割为数据包进行传输,并为每个数据包添加源和目标地址信息。
网络层的传输单位是数据包(Packet),它包括了源地址、目标地址以及路由等信息。
第四层:传输层(Transport Layer)传输层提供端到端的通信服务,负责将数据从源端传输到目标端,并进行数据分段、重组和流量控制等操作。
传输层的传输单位是段(Segment),它包括了源端口号、目标端口号以及序列号等信息。
第五层:会话层(Session Layer)会话层主要负责建立、管理和终止通信会话。
它提供了用于数据交换的连接机制和会话控制,在数据传输的同时确保会话的正常进行。
会话层的传输单位是会话数据单元(Session Data Unit),它包括了会话控制信息以及传输的数据。
第六层:表示层(Presentation Layer)表示层负责数据的格式化、加密和解密等工作,以确保不同系统之间的数据能够互相识别和交互。
数据链路层和传输层的区别是什么
![数据链路层和传输层的区别是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/44dce38e0029bd64783e2c3f.png)
数据链路层和传输层的区别是什么
传输层的概念传输层(TransportLayer)是ISOOSI协议的第四层协议,实现端到端的数据传输。
该层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用。
当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求;当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作。
传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。
传输层在终端用户之间提供透明的数据传输,向上层提供可靠的数据传输服务。
传输层在给定的链路上通过流量控、分段/重组和差错控制。
一些协议是面向链接的。
这就意味着传输层能保持对分段的跟踪,并且重传那些失败的分段。
传输层的基本功能(1)分割与重组数据
(2)按端口号寻址
(3)连接管理
(4)差错控制和流量控制,纠错的功能
传输层要向会话层提供通信服务的可靠性,避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。
传输层服务类型传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。
该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距,并向高层用户屏蔽通信子网的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。
传输层提供的服务可分为传输连接服务和数据传输服务。
☆传输连接服务:通常,对会话层要求的每个传输连接,传输层都要在网络层上建立相应的连接。
☆数据传输服务:强调提供面向连接的可靠服务(很晚OSI才开始制定无连接服务的有关。
传输层的基本单位
![传输层的基本单位](https://img.taocdn.com/s3/m/335ba0a7951ea76e58fafab069dc5022abea4650.png)
传输层传输数据的基本单位是报文段(或称为“段”,Segment)。
在计算机网络体系结构中,传输层位于应用层和网络层之间,负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
传输层的作用至关重要,它起到了承上启下的功能,承上是指对应用层屏蔽了下面网络的细节,启下是指对网络层屏蔽了上面应用层的数据细节,为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
而传输层在传输数据时,所操作的基本单位就是报文段。
报文段是传输层对来自应用层的数据进行分段、封装后形成的传输单元。
每个报文段都包含了应用层数据的一部分,以及传输层所添加的头部信息。
这个头部信息对于数据的可靠传输至关重要,它可能包含序列号、确认号、窗口大小等字段,用于实现流量控制、差错控制以及拥塞控制等功能。
举个例子,当我们在浏览网页时,浏览器会向服务器发送HTTP请求,这个请求在应用层被构造成一个完整的数据包。
然而,当这个数据包传递到传输层时,传输层可能会根据网络状况(如带宽、延迟等)将这个数据包分割成多个较小的报文段进行传输。
每个报文段都会独立地通过网络层进行路
由,最终到达目的主机的传输层,并在那里被重新组装成原始的应用层数据包,以供上层应用处理。
这个过程对于用户来说是透明的,它确保了数据的可靠传输,同时也提高了网络的利用效率。
总之,传输层在计算机网络中扮演着举足轻重的角色,而报文段作为其传输数据的基本单位,是实现各种传输功能和服务的基础。
无论是TCP还是UDP等传输协议,它们都在报文段的基础上完成了数据的可靠传输和高效利用。
osi参考模型中数据传输的基本过程
![osi参考模型中数据传输的基本过程](https://img.taocdn.com/s3/m/64a470af112de2bd960590c69ec3d5bbfd0ada85.png)
OSI参考模型中数据传输的基本过程在计算机网络中,OSI(Open Systems Interconnection)参考模型被广泛应用于描述和理解数据在网络中传输的过程。
该模型由国际标准化组织(ISO)在20世纪80年代提出,被称为七层模型,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每一层都负责不同的功能,共同协作完成数据传输的全过程。
1. 物理层物理层是OSI参考模型中最底层的一层,其主要任务是在物理媒介上传输数据比特流。
在这一过程中,数据被转换成电信号、光信号或无线信号,通过物理连接传输到目标设备。
在物理层中,需要考虑的因素包括传输介质、接口规范、传输速率等。
2. 数据链路层数据链路层负责将物理层传输的数据进行分组,并添加位置区域信息,以便在局域网或广域网中能够准确识别目标设备。
在这一过程中,数据被封装成帧(Frame),并进行差错检测和纠错,保证数据传输的可靠性。
3. 网络层网络层主要负责数据在不同网络之间的路由和转发。
在这一过程中,数据被封装成数据包(Packet),并添加目标设备的位置区域信息,以便在网络中找到最佳的传输路径。
网络层使用路由器等设备进行数据包的转发和交换。
4. 传输层传输层是OSI参考模型中的核心层之一,主要负责端到端的数据传输。
在这一过程中,数据被封装成段(Segment),并通过传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)实现数据的可靠传输和错误恢复。
5. 会话层会话层负责建立、管理和终止不同设备之间的会话连接。
在这一过程中,数据被封装成会话数据单元(SDU),确保数据在通信过程中的正确交互和同步。
6. 表示层表示层负责数据的格式转换和加密解密处理。
在这一过程中,数据被封装成表示数据单元(PDU),并进行数据格式的转换和加密解密的操作,以保证数据能够正确解析和理解。
7. 应用层应用层是OSI参考模型中最高层的一层,主要负责为用户提供应用程序的接口和数据交换功能。
osi传输层功能
![osi传输层功能](https://img.taocdn.com/s3/m/b21800b49f3143323968011ca300a6c30c22f1fa.png)
osi传输层功能OSI(Open Systems Interconnection)是一种通信协议的参考模型,用于在计算机网络中指导数据传输和通信流程的设计。
传输层是OSI模型中的第四层,负责管理端到端的数据传输,属于网络协议设计的核心部分。
本文将介绍OSI传输层的功能及其在网络通信中的作用。
1. 数据分段与重组传输层的首要功能是将上层应用发送的数据进行分段。
这是因为应用层传输的数据通常较大,需要在传输过程中被分割成更小的数据单元,以提高传输效率。
传输层将分段后的数据添加相应的头部信息和序号,形成传输单元(也称为报文段或数据段),以供网络层进行传输。
同样地,传输层接收到的数据也可能是分段的,因为底层网络通常会将数据分割成多个数据包进行传输。
传输层需要负责接收到的数据进行重组和恢复,以便传递给上层应用。
2. 数据流控制流控制是传输层的另一个重要功能,用于控制数据发送方与接收方之间的数据传输速率。
在网络通信中,由于网络拥塞、传输链路带宽限制等原因,发送方很可能以较快的速率发送数据,而接收方可能无法及时处理接收到的数据。
为了避免接收方的缓冲区溢出或数据丢失,传输层需要进行数据流控制,保证数据发送的平衡性。
传输层通常通过滑动窗口机制来进行数据流控制。
发送方和接收方都维护一个窗口大小的缓冲区,通过动态调整窗口大小和确认机制,实现发送和接收数据的平衡,确保数据传输的稳定性和可靠性。
3. 数据可靠性保证传输层还负责确保数据的可靠传输。
在数据传输过程中,由于网络原因或传输链路的不稳定性,数据可能会出现丢失、错误、重复等情况。
传输层通过采用可靠的传输协议(如TCP)来确保数据的完整性和正确性。
为了保证数据的可靠传输,传输层引入了序号、校验和、确认应答和重传机制等技术手段。
发送方通过给数据包编号和计算校验和,接收方通过确认机制和重传请求,实现数据的可靠传输和错误处理。
4. 多路复用与多路分解传输层具有多路复用与多路分解的功能。
物联网传输层技术
![物联网传输层技术](https://img.taocdn.com/s3/m/a3272ddcbdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be81a.png)
物联网传输层技术在当今科技飞速发展的时代,物联网已经逐渐融入我们的生活,从智能家居到智能交通,从工业自动化到医疗健康,物联网的应用无处不在。
而在物联网的架构中,传输层技术起着至关重要的作用,它就像是物联网的“血管”,负责将感知层采集到的数据准确、快速地传输到应用层进行处理和分析。
物联网传输层技术主要包括有线传输和无线传输两种方式。
有线传输技术,如以太网、光纤通信等,具有传输速度快、稳定性高的优点,但受到布线限制,灵活性较差。
相比之下,无线传输技术因其无需布线、部署灵活等特点,在物联网中得到了更为广泛的应用。
无线传输技术种类繁多,其中蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRa 和NBIoT 等是较为常见的几种。
蓝牙技术大家都不陌生,我们的手机、耳机等设备常常会用到它。
蓝牙具有低功耗、短距离传输的特点,适用于一些小型设备之间的数据传输,比如智能手环与手机的连接。
WiFi 则是我们在家庭和办公环境中常见的无线连接方式。
它能够提供较高的数据传输速率,适用于对带宽要求较高的物联网设备,如智能摄像头、智能电视等。
Zigbee 技术具有低功耗、自组网等优点,适合于大规模的传感器网络,比如在智能家居中用于控制灯光、窗帘等设备。
LoRa 是一种长距离、低功耗的无线传输技术,它的传输距离可以达到数公里,适用于对覆盖范围要求较大的物联网应用,如智能农业中的环境监测。
NBIoT 则是基于蜂窝网络的窄带物联网技术,具有深度覆盖、低功耗、大连接等特性,在智能水表、智能燃气表等领域有着广泛的应用。
在实际应用中,选择合适的传输层技术需要综合考虑多个因素。
首先是传输距离的需求。
如果设备之间的距离较近,蓝牙或 WiFi 可能是较好的选择;如果需要覆盖较大的范围,LoRa 或 NBIoT 则更为合适。
其次是数据传输量和速率的要求。
对于需要传输大量数据或对传输速率要求较高的应用,如高清视频监控,WiFi 可能是首选;而对于只需要传输少量数据的传感器,低功耗的Zigbee 或LoRa 则更能满足需求。
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传输层(总分:256.00,做题时间:90分钟)一、单项选择题(总题数:18,分数:36.00)1.在OSI参考模型中,运输层的数据服务单元是( )。
A.分组B.报文√C.帧D.比特序列2.如果网络内部使用数据报,那么( )。
A.仅在建立时作一次路由选择B.为每个到来的分组作路由选择√C.仅在网络拥塞时作新的路由选择D.不必作路由选择3.下面( )协议不是面向连接的TCP协议。
A.SMTPB.HTTPC.DNS √D.TELNET4.数据链路层的HDLC协议和传输层的TCP协议都使用滑动窗口技术。
从这方面来进行比较,数据链路层协议和传输层协议的主要区别是( )。
A.传输层的TCP协议是端到端(进程到进程)的协议,而数据链路层的HDLC协议则是仅在一段链路上的结点到结点的协议。
B.TCP的窗口机制和HDLC的也有许多区别。
如TCP是按数据部分的字节数进行确认,而HDLC则是以帧为确认的单位。
C.以上两种说法都正确√D.以上两种说法都不正确5.糊涂窗口综合症产生的条件是( )。
A.当发送应用程序产生数据很慢时产生B.接收应用程序吸收数据很慢产生C.当发送应用程序产生数据很慢时或者接收应用程序吸收数据很慢时产生√D.以上说法都不正确6.若从滑动窗口的观点来看,连续ARQ协议的窗口大小为( )。
A.发送窗口=1,接收窗口=1B.发送窗口>1,接收窗口=1 √C.发送窗口=1,接收窗口>1D.发送窗口>1,接收窗口>l7.是否TCP和UDP都需要计算往返时间RTT( )?A.TCP需要计算往返时间RTT √B.UDP需要计算往返时间RTTC.TCP和UDP都需要计算往返时间RTTD.TCP和UDP都不需要计算往返时间RTT8.在滑动窗口协议中,帧的编号为3bit,发送窗口的最大值为( )。
A.3B.4C.7 √D.89.TCP都使用哪些计时器( )?A.计数计时器、持续计时器、保活计时器和时间等待计时器B.重传计时器、持续计时器、保活计时器和时间等待计时器√C.重传计时器、间隔计时器、保活计时器和时间等待计时器D.重传计时器、持续计时器、生成计时器和时间等待计时器10.在TCP报文段的首部中只有端口号而没有IP地址,当TCP将其报文段交给IP层时,IP协议怎样知道目的IP地址呢( )?A.从IP地址填写在IP数据报的首部中获取√B.从IP地址填写在IP数据报的数据段中获取C.以上两种说法都正确D.以上两种说法都不正确11.7.What is invalid value of TCP code bit field in following( )?A.4B.3 √C.2D.112.以下几种安全隧道协议中,( )是不属于第二层的隧道协议A.PPTPB.L2FC.IPsec √D.L2TP13.在下面差错控制方式中,( )只会重新传输出错的数据帧。
A.连续工作B.停止等待C.选择重发√D.拉回14.Which of the following protocols uses UDP for transport layer services( )?A.SMTPB.HTTPC.RIP √D.FTP15.在无线局域网(802.11)的退避机制中,下面哪种情况不使用退避算法( )?A.检测到信道是空闲的,并且这个数据帧是要发送的第一个数据帧;√B.在发送第一个帧之前检测到信道处于忙态;C.在每一次的重传后;D.在每一次的成功发送后。
16.TCP的滑动窗口,4次成功发送后,窗口阈值为多少( )。
A.4B.8C.9D.16 √17.TCP/IP网络类型中,提供端到端的通信的是( )。
A.应用层B.传输层√C.网络层D.网络接口层18.两个相邻的结点A、B,通过后退N帧ARQ协议通信,帧编号为3bit,发送窗口的大小为5,A开始连续发送了0、1、2、3四个数据帧,收到了编号为3的应答,请问A的窗口前沿滑动到哪里?此时A可以连续发送哪几个的数据帧而不必等应答?以下哪个说法是正确的( )?A.窗口的前沿滑动到编号为6的数据帧。
A可连续发送3、4、5、6。
B.窗口的前沿滑动到编号为6的数据帧。
A可连续发送4、5、6、7。
C.窗口的前沿滑动到编号为7的数据帧。
A可连续发送3、4、5、6。
D.窗口的前沿滑动到编号为7的数据帧。
A可连续发送4、5、6、7。
√二、综合应用题(总题数:22,分数:220.00)19.下图是慢开始和拥塞避免算法的实现举例,请简要叙述慢开始算法的原理、“乘法减小”与“加法增大”的思想。
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(慢开始算法的原理:在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段MSS的数值。
在每收到一个对新的报文段的确认后,将拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。
用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd,可以使分组注入到网络的速率更加合理。
“乘法减小“是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段,只要出现一次超时(即出现一次网络拥塞),就把慢开始门限值ssthresh设置为当前的拥塞窗口值乘以0.5。
当网络频繁出现拥塞时,ssthresh值就下降得很快,以大大减少注入到网络中的分组数。
“加法增大”是指执行拥塞避免算法后,当收到对所有报文段的确认就将拥塞窗口cwnd增加一个MSS大小,使拥塞窗口缓慢增大,以防止网络过早出现拥塞。
)20.TCP协议是面向连接的,但TCP使用的IP协议却是无连接的。
这两种协议都有哪些主要的区别?__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(TCP是面向连接的,但TCP所使用的网络则可以是面向连接的(如X.25网络),但也可以是无连接的(如现在大量使用的IP网络)。
选择无连接网络就使得整个的系统非常灵活,当然也带来了一些问题。
下面是TCP和IP向上提供的功能和服务的比较。
显然,器等机制,因而可以检测出有差错的报文、重复的报文和失序的报文。
)21.从通信的起点和终点来比较,TCP和IP的不同点是什么?__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(用下面的图就可说明。
进程A和进程B的通信是使用面向连接的TcP提供的可靠的传输。
主机x和主机Y的通信是使用无连接的IP提供的不可靠的传输。
对TCP来说,通信的起点和终点是传输层上面的两个套接字(socket),而应用层的应用进程正是通过应用层和传输层之间的套接字来使用TCP提供的服务,TCP协议根据报文段首部中的端口号找到目的端口,将报文段交付给目的进程,套接字是由IP地址和端口号决定的,套接字也可称为“插口”。
对IP来说,通信的起点和终点是连接在网络上的两个主机。
IP协议根据数据报首部中的目的IP地址找到目的主机,将数据报交付给目的主机。
[*]可靠传输的范围和不可靠传输的范围是不同的。
虽然在两个套接字之间的通信是面向连接的,但IP数据报在下面的网络中传输时是独立地选择路由,而不是沿着某一条固定的路径传输,然而在上面的端口看来,TCP报文段好像都是从一个虚拟的、可靠的通信管道中传输到对方的端口。
)22.TCP协议能够实现可靠的端到端传输,在数据链路层和网络层的传输还有没有必要来保证可靠传输呢? __________________________________________________________________________________________ 正确答案:(在旧的OSI体系中,在数据链路层使用HDLC协议而在网络层使用x.25协议,这些协议都有确认机制和窗口机制,因而能够保证可靠传输。
但是技术的进步使得链路的传输已经相当可靠了,因此在数据链路层和网络层重复地保证可靠传输就显得多余了。
现在因特网在链路层使用的PPP协议和在网络层使用的IP协议都没有确认机制和窗口机制。
如果出现差错就由传输层的TCP来处理(若使用UDP协议则传输层也不处理出错的问题)。
)23.简要说明网络中的阻塞及死锁现象,试列举常见的三种阻塞控制方法。
具体解释发生于A.B两个节点间的直接存储转发死锁现象。
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(阻塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象;严重时甚至导致网络通信业务陷入停顿,即出现死锁现象。
在死锁状态下,网络的有效吞吐量接近于零。
常见的阻塞控制方法为:缓冲区预分配法;分组丢弃法;定额控制法。
发生于A.B两个节点间的直接存储转发死锁表现为:A节点的所有缓冲区装满了等待输出到B节点的分组;而B节点的所有缓冲区也全部装满了等待输出到A节点的分组;此时,A节点不能从B节点接收分组,B节点也不能从A节点接收分组,从而造成两节点间的死锁。
)24.造成网络拥塞的原因是什么?__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(存储空间不足:当n个第三层PDU从几个方向到达路由器并都从一个接口输出时,若输出缓冲区空间只能存储n-1个PDU,那么就会有一个PDU被丢弃。
处理器速度慢:如果路由器CPU的处理速度太慢,即使到来的PDU数量不太大,也可能导致存储空间溢出。
链路带宽低:尽管存储空间和CPU的指标很高,但如果输出链路的带宽相对过低,也会导致部分PDU不能被及时转发。
)25.简述TCP终止连接过程的四向握手法。
__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(第1步:发送方TCP发送FIN报文段。
第2步:接收方TCP收到FIN报文段后发送ACK报文段,其确认号是FIN报文段序号+1。
第3步:接收方TCP继续向发送方发送剩余的数据直至发送完毕,然后发送FIN报文段。
第4步:发送方发送ACK报文段.证实从接收方收到了FIN报文段。