笫二十讲 运输服务和运输协议
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A型网络服务可分为三种情况：
可靠、顺序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度不能超过最大长度的
网络服务
14
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠的顺序网络服务
可接受任意长的信息 百分之百地可靠 按顺序传递数据到目的地
讨论3个问题
复用 流量控制 连接建立和终止
QoS衡量运输层的总体性能。
为满足运输层QoS，运输层需要弥补网络 层服务质量的缺陷。
如果网络层服务质量比较高，那么运输层实 现比较简单；
如果网络层服务质量比较低，那么运输层实 现比较复杂。
7
8.1.2 服务质量
服务质量参数
连接建立延迟 连接建立失败概率 吞吐量 残留差错率 传输延迟 保护性 优先权 回弹率
A型网络服务 具有可接受的残留差错率和可接受的被告知的差错 率的网络连接，也就是完美的网络服务。
B型网络服务 具有可接受的残留差错率和不可接受的、被告知的 差错率的网络连接，即完美的分组递交，但若有故 障发生时，网络层则通过相应的网络服务报告该故 障的发生。
C型网络服务 具有不可接受的残留差错率的网络连接，即网络连
11
8.2.1 寻址
运输层寻址：运输服务访问点（Transport Service Access Point，TSAP）。
运输层用户
TSAP
运输实体
NSAP
网络层实体 及下层实体
运输协议 TPDU
运输层用户
运输实体
网络层实体 及下层实体
网络
12
8.2.1 寻址
相对于TSAP，网络层寻址为网络服务访问 点（Network Service Access Point， NSAP）。
2
运输层
运输层是OSI模型的第四层，它承上启下， 是整个网络协议体系的核心。
运输层的主要职能是在源计算机到目的计 算机之间提供可靠的、经济的数据传送服 务。服务是由运输实体（运输服务提供者） 来完成的，它使用网络层提供的服务，独 立于所使用的物理网络。
使用运输服务的实体可以是会话实体，也 可以直接是应用实体（运输服务用户、TS 用户）。
TCP/IP协议中
TSAP即TCP为端口号（port number） NSAP即IP地址 NSAP（IP地址）和TSAP（TCP端口号）的结
合唯一地标识了一个主机上的一个应用进程。
寻址例：一个时间服务进程
13
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
A型网络提供可靠的网络服务，其上的运 输协议比较简单。
丢失
23
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠无序网络服务
网络服务百分之百可靠 数据长度为任意 但可能有失序情况发生
讨论1个问题：对于这种网络服务，为什么必 须使用序号来标明各TPDU之间的关系？
流控中的问题 连接建立中的问题
24
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务流控中的问题
3
运输层
运输实体
用户
运输 地址
应用/运输层 接口
运输实体
网络
地址 网络实体
TPDU 运输协议
运输/网络层 接口
用户
运输实体
网络实体
TPDU：传输协议数据单元(Transport Protocol Data Unit )
4
8.1.1 运输服务
和网络层相似，运输层也提供两种类型的 服务。
面向连接的运输服务是一种可靠的服务，整 个连接生存期包括连接建立、数据传输和连 接释放三个阶段。
分两种情况对待：
在连接释放前收到重复TPDU。 在连接释放后收到重复TPDU。
32
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
T-Connect. Rsp (Refuse/Accept)
22
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
连接释放
运输用户A
运输 实体A
T-Disconnect.Req
运输 实体B
运输用户B
T-Disconnect.Cnf
DR TPDU DC TPDU
T-Disconnect.Ind T-Data.Req
被呼地址，主呼地址，选项，服务质量，TS用户数 据
T-Connect.Rsp
T-Connect.Cnf
数
常 T-Data.Req
据 传
规 数
T-Data.Ind
输
据
响应地址，选项，服务质量，TS用户数据 响应地址，选项，服务质量，TS用户数据 TS用户数据 TS用户数据
加 T-Expedited-
TS用户数据
2
5 43
A收到 AK 2 CREDIT 5
7 6 5
0 4
1 2 3
7 01
A继续发送3个 6
2
DT TPDU
Βιβλιοθήκη Baidu
5 43
A收到 AK 7 CREDIT 7
7 6
0
1 2
5 43
N=0 N=1 N=2
N=3 N=4 AK 2 CREDIT 5
N=5 N=6 N=7 AK 7 CREDIT 7
7 01
6
15
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
复用
运输协议实现对运输服务用户的复用：多个用 户使用同一个运输协议，它们通过TSAP加以 区分。
对于网络服务而言，运输实体也实现复用：
多条运输连接复用一条网络连接； 一条运输连接可以使用多条网络连接。
对应有2种复用
向上复用：复用/解复用 向下复用：分流/合流
27
8.2.3 B型网络服务上的运输协议
B型网络服务：数据传输可靠（但可能不 按顺序），但可能有网络故障。
在任何情况下，运输实体必须能从数据丢 失或网络连接断开中得到恢复。序号是一 种有效的手段。
序号也是一种处理网络故障的有效手段。
网络连接复位 网络连接断开
28
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
无连接的运输服务是一种不可靠的、高效的 服务，整个服务期间不需要建立连接。
为什么还需要运输服务？
5
8.1.1 运输服务
运输层通过运输服务原语向运输用户提供服务。
阶段 服务
原语
参数
连
建 T-Connect.Req
接
立
建 立
连 接
T-Connect.Ind
被呼地址，主呼地址，选项，服务质量，TS用户数 据
对接收窗口，初始时下缘置为0，确认后作调整， 上缘是对等实体的信用量，上缘和下缘之差表示 可接收的TPDU数，发信用量后调整。
20
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
信用量方案例
A可以发送 7DT TPDU
7 01
6
2
5 43
A发送3个 DT TPDU
7 01
6
2
5 43
A继续发送
7 01
2个DT TPDU 6
2
5 43
B可以接受 7DT TPDU
B确认3DT TPDU 并可再收5个DT TPDU 即发送AK 2 CREDIT 5
7 01
6
2
5 43
B确认5个DT TPDU
并可再收7个DT TPDU
即发送AK 7 CREDIT 7
7 01
6
2
5 43
TPDU的确认和流量控制是分开的。
21
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
CC
确认，对CR TPDU的确认
DR
释放请求，要求释放与对等运输实体之间的运输连接
DC
确认，对DR TPDU的确认
DT，DATA
数据，一个运输实体向对等运输实体发送用户数据
AK，ACK
确认，对数据TPDU的认可
REJ，REJECT 拒绝，对数据TPDU拒绝接受
10
8.2 运输协议机制
根据与用户要求的差错行为有关的质量对网 络服务分类：
C型网络
网络服务不可靠，不仅有数据丢失、失序，而 且有网络复位、连接断开等。
相应的运输实体是最复杂和最困难的。
讨论6个问题
重传策略 重复检测 流量控制 连接建立 连接释放 崩溃恢复
29
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重传策略
需要重传的两种情况
TPDU信息被破坏，但能到达目的运输实体； TPDU没有到达目的地。
连接建立
运输用户A
运输 实体A
T-Connect. Req
运输 实体B
运输用户B
CR TPDU
T-Connect. Ind
T-Connect. Cnf (Refuse)
T-Connect. Cnf (Refuse/Accept)
CC TPDU (Refuse)
CC TPDU (Refuse/Accept)
可靠有限长网络服务
网络服务不能接受任意长数据，即TPDU长 度不能超过某一最大值。
如果用户要求发送的数据块超过最大值，那 么必须把数据分割成较小的段，然后一段一 段发送，接收方再把这些段拼接成块，然后 再交给用户。
需要有一个块结束标志EOT，运输实体收到带有 EOT的DT TPDU后，把前面收到的没有EOT的 DT TPDU顺序拼接在一起交给用户。
使用确认-超时方法检测是否出现需要重传 的情况。
接收运输实体确认每个成功的TPDU 。 使用重传计时器判断超时。
30
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
如何设置合适的重传计时器值？
计时器值固定 基于观察值
运输层部分重要计时器
计时器 重传计时器T1 重建连接计时
器 窗口计时器 重发CR计时器 保持计时器TR 不活动计时器I
QoS2:TE1建议的QoS
QoS5:各方都能接受的QoS
通常：QoS1 QoS2 QoS3 QoS4 QoS5 QoS0
9
8.2 运输协议机制
运输协议数据单元（Transport Protocol Data Unit，TPDU）
TPDU
含义
CR
运输连接请求，要求与对等运输实体建立运输连接
运输实体A
运输实体B
N=0
N=1
N=2
.
N=3
.
N=4
.
N=5
AK 1 CREDIT 5 AK 1 CREDIT 3
25
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务连接建立中的问题
运输实体A CR TPDU
运输实体B
CC TPDU DT TPDU DR TPDU
26
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
16
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
2种类型的流量控制
层内流控（对等流控）：指同一层内的实体 之间的流量控制。
TS用户A
TS用户B
运输实体a
运输实体b
网络层
17
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
层间流控：指不同层实体之间的流控。
实体1 数据 确认 确认 数据
实体2
一层实体向另一层实体发出信息时必须得到该 实体的同意，从而实现这两个层次之间的流量 控制。
18
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
对等流控的目的是为了限制数据（TPDU） 的发送速度，因为：
接收方用户可能跟不上数据流。 接收方运输实体可能跟不上TPDU流。
运输实体通过缓冲区实现对等流控的几种 措施：
1. 接收运输实体什么都不做。 2. 用网络服务来完成。 3. 滑动窗口机制 4. 信用量方案
19
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
信用量方案
方案的基本组成部分有：发送窗口与接收窗 口，每个窗口又有上缘和下缘。
对发送窗口，建立连接后，下缘置为0，上缘是对 等运输实体给出的信用量，发送一个TPDU后， 下缘加1，上缘通过AK TPDU调整，上缘和下缘 之间的差即是可发送的TPDU数，当上缘和下缘 重合时不能发送TPDU；
速
Data.Req
数 据
T-Expedited-Data.Ind TS用户数据
连
释 T-Disconnect.Req
TS用户数据
接 释
放 连
T-Disconnect.Ind
连接释放原因，TS用户数据
如放 Un接ix的Socket、Windows的Winsock。
6
8.1.2 服务质量
服务质量（Quality of Service，QoS）
说明 重发一个未确认的TPDU 在同一对用户之间从释放连接到建立另一条连接间的最 小时间 AK TPDU间的最大时间 重发CR TPDU的时间 收不到确认而终止连接的时间 收不到TPDU而终止连接的时间
31
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重复检测
三种可能产生重复的情况
可以用序号来识别重复，但处理起来并不很 容易。
《数据通信与计算机网络（第二版）》
笫二十讲 运输服务和运输协议
1
本讲内容
第八章 运输层 8.1 运输服务和服务质量 8.1.1 运输服务 8.1.2 服务质量 8.2 运输协议机制 8.2.1 寻址 8.2.2 A型网络服务上的运输协议 8.2.3 B型网络服务上的运输协议 8.2.4 C型网络服务上的运输协议
8
8.1.2 服务质量
QoS协商（选项协商）
运输服 务用户
TSU1
运输服 务用户
TSU2
QoS5 QoS0
QoS1 QoS0
运输实体 TE1
QoS2 QoS0
QoS5 QoS0
QoS3 QoS0
QoS4 QoS0
运输实体 TE2
QoS0:最低QoS
QoS3:TE2建议的QoS
QoS1:TSU1期望的Qos QoS4:TSU2可接受的QoS
可靠、顺序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度任意的网络服务 可靠、无序、信息长度不能超过最大长度的
网络服务
14
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠的顺序网络服务
可接受任意长的信息 百分之百地可靠 按顺序传递数据到目的地
讨论3个问题
复用 流量控制 连接建立和终止
QoS衡量运输层的总体性能。
为满足运输层QoS，运输层需要弥补网络 层服务质量的缺陷。
如果网络层服务质量比较高，那么运输层实 现比较简单；
如果网络层服务质量比较低，那么运输层实 现比较复杂。
7
8.1.2 服务质量
服务质量参数
连接建立延迟 连接建立失败概率 吞吐量 残留差错率 传输延迟 保护性 优先权 回弹率
A型网络服务 具有可接受的残留差错率和可接受的被告知的差错 率的网络连接，也就是完美的网络服务。
B型网络服务 具有可接受的残留差错率和不可接受的、被告知的 差错率的网络连接，即完美的分组递交，但若有故 障发生时，网络层则通过相应的网络服务报告该故 障的发生。
C型网络服务 具有不可接受的残留差错率的网络连接，即网络连
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8.2.1 寻址
运输层寻址：运输服务访问点（Transport Service Access Point，TSAP）。
运输层用户
TSAP
运输实体
NSAP
网络层实体 及下层实体
运输协议 TPDU
运输层用户
运输实体
网络层实体 及下层实体
网络
12
8.2.1 寻址
相对于TSAP，网络层寻址为网络服务访问 点（Network Service Access Point， NSAP）。
2
运输层
运输层是OSI模型的第四层，它承上启下， 是整个网络协议体系的核心。
运输层的主要职能是在源计算机到目的计 算机之间提供可靠的、经济的数据传送服 务。服务是由运输实体（运输服务提供者） 来完成的，它使用网络层提供的服务，独 立于所使用的物理网络。
使用运输服务的实体可以是会话实体，也 可以直接是应用实体（运输服务用户、TS 用户）。
TCP/IP协议中
TSAP即TCP为端口号（port number） NSAP即IP地址 NSAP（IP地址）和TSAP（TCP端口号）的结
合唯一地标识了一个主机上的一个应用进程。
寻址例：一个时间服务进程
13
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
A型网络提供可靠的网络服务，其上的运 输协议比较简单。
丢失
23
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
可靠无序网络服务
网络服务百分之百可靠 数据长度为任意 但可能有失序情况发生
讨论1个问题：对于这种网络服务，为什么必 须使用序号来标明各TPDU之间的关系？
流控中的问题 连接建立中的问题
24
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务流控中的问题
3
运输层
运输实体
用户
运输 地址
应用/运输层 接口
运输实体
网络
地址 网络实体
TPDU 运输协议
运输/网络层 接口
用户
运输实体
网络实体
TPDU：传输协议数据单元(Transport Protocol Data Unit )
4
8.1.1 运输服务
和网络层相似，运输层也提供两种类型的 服务。
面向连接的运输服务是一种可靠的服务，整 个连接生存期包括连接建立、数据传输和连 接释放三个阶段。
分两种情况对待：
在连接释放前收到重复TPDU。 在连接释放后收到重复TPDU。
32
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
T-Connect. Rsp (Refuse/Accept)
22
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
连接释放
运输用户A
运输 实体A
T-Disconnect.Req
运输 实体B
运输用户B
T-Disconnect.Cnf
DR TPDU DC TPDU
T-Disconnect.Ind T-Data.Req
被呼地址，主呼地址，选项，服务质量，TS用户数 据
T-Connect.Rsp
T-Connect.Cnf
数
常 T-Data.Req
据 传
规 数
T-Data.Ind
输
据
响应地址，选项，服务质量，TS用户数据 响应地址，选项，服务质量，TS用户数据 TS用户数据 TS用户数据
加 T-Expedited-
TS用户数据
2
5 43
A收到 AK 2 CREDIT 5
7 6 5
0 4
1 2 3
7 01
A继续发送3个 6
2
DT TPDU
Βιβλιοθήκη Baidu
5 43
A收到 AK 7 CREDIT 7
7 6
0
1 2
5 43
N=0 N=1 N=2
N=3 N=4 AK 2 CREDIT 5
N=5 N=6 N=7 AK 7 CREDIT 7
7 01
6
15
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
复用
运输协议实现对运输服务用户的复用：多个用 户使用同一个运输协议，它们通过TSAP加以 区分。
对于网络服务而言，运输实体也实现复用：
多条运输连接复用一条网络连接； 一条运输连接可以使用多条网络连接。
对应有2种复用
向上复用：复用/解复用 向下复用：分流/合流
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8.2.3 B型网络服务上的运输协议
B型网络服务：数据传输可靠（但可能不 按顺序），但可能有网络故障。
在任何情况下，运输实体必须能从数据丢 失或网络连接断开中得到恢复。序号是一 种有效的手段。
序号也是一种处理网络故障的有效手段。
网络连接复位 网络连接断开
28
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
无连接的运输服务是一种不可靠的、高效的 服务，整个服务期间不需要建立连接。
为什么还需要运输服务？
5
8.1.1 运输服务
运输层通过运输服务原语向运输用户提供服务。
阶段 服务
原语
参数
连
建 T-Connect.Req
接
立
建 立
连 接
T-Connect.Ind
被呼地址，主呼地址，选项，服务质量，TS用户数 据
对接收窗口，初始时下缘置为0，确认后作调整， 上缘是对等实体的信用量，上缘和下缘之差表示 可接收的TPDU数，发信用量后调整。
20
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
信用量方案例
A可以发送 7DT TPDU
7 01
6
2
5 43
A发送3个 DT TPDU
7 01
6
2
5 43
A继续发送
7 01
2个DT TPDU 6
2
5 43
B可以接受 7DT TPDU
B确认3DT TPDU 并可再收5个DT TPDU 即发送AK 2 CREDIT 5
7 01
6
2
5 43
B确认5个DT TPDU
并可再收7个DT TPDU
即发送AK 7 CREDIT 7
7 01
6
2
5 43
TPDU的确认和流量控制是分开的。
21
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
CC
确认，对CR TPDU的确认
DR
释放请求，要求释放与对等运输实体之间的运输连接
DC
确认，对DR TPDU的确认
DT，DATA
数据，一个运输实体向对等运输实体发送用户数据
AK，ACK
确认，对数据TPDU的认可
REJ，REJECT 拒绝，对数据TPDU拒绝接受
10
8.2 运输协议机制
根据与用户要求的差错行为有关的质量对网 络服务分类：
C型网络
网络服务不可靠，不仅有数据丢失、失序，而 且有网络复位、连接断开等。
相应的运输实体是最复杂和最困难的。
讨论6个问题
重传策略 重复检测 流量控制 连接建立 连接释放 崩溃恢复
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8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重传策略
需要重传的两种情况
TPDU信息被破坏，但能到达目的运输实体； TPDU没有到达目的地。
连接建立
运输用户A
运输 实体A
T-Connect. Req
运输 实体B
运输用户B
CR TPDU
T-Connect. Ind
T-Connect. Cnf (Refuse)
T-Connect. Cnf (Refuse/Accept)
CC TPDU (Refuse)
CC TPDU (Refuse/Accept)
可靠有限长网络服务
网络服务不能接受任意长数据，即TPDU长 度不能超过某一最大值。
如果用户要求发送的数据块超过最大值，那 么必须把数据分割成较小的段，然后一段一 段发送，接收方再把这些段拼接成块，然后 再交给用户。
需要有一个块结束标志EOT，运输实体收到带有 EOT的DT TPDU后，把前面收到的没有EOT的 DT TPDU顺序拼接在一起交给用户。
使用确认-超时方法检测是否出现需要重传 的情况。
接收运输实体确认每个成功的TPDU 。 使用重传计时器判断超时。
30
8.2.4 C型网络服务上的运输协议
如何设置合适的重传计时器值？
计时器值固定 基于观察值
运输层部分重要计时器
计时器 重传计时器T1 重建连接计时
器 窗口计时器 重发CR计时器 保持计时器TR 不活动计时器I
QoS2:TE1建议的QoS
QoS5:各方都能接受的QoS
通常：QoS1 QoS2 QoS3 QoS4 QoS5 QoS0
9
8.2 运输协议机制
运输协议数据单元（Transport Protocol Data Unit，TPDU）
TPDU
含义
CR
运输连接请求，要求与对等运输实体建立运输连接
运输实体A
运输实体B
N=0
N=1
N=2
.
N=3
.
N=4
.
N=5
AK 1 CREDIT 5 AK 1 CREDIT 3
25
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
无序网络服务连接建立中的问题
运输实体A CR TPDU
运输实体B
CC TPDU DT TPDU DR TPDU
26
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
16
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
2种类型的流量控制
层内流控（对等流控）：指同一层内的实体 之间的流量控制。
TS用户A
TS用户B
运输实体a
运输实体b
网络层
17
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
层间流控：指不同层实体之间的流控。
实体1 数据 确认 确认 数据
实体2
一层实体向另一层实体发出信息时必须得到该 实体的同意，从而实现这两个层次之间的流量 控制。
18
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
对等流控的目的是为了限制数据（TPDU） 的发送速度，因为：
接收方用户可能跟不上数据流。 接收方运输实体可能跟不上TPDU流。
运输实体通过缓冲区实现对等流控的几种 措施：
1. 接收运输实体什么都不做。 2. 用网络服务来完成。 3. 滑动窗口机制 4. 信用量方案
19
8.2.2 A型网络服务上的运输协议
信用量方案
方案的基本组成部分有：发送窗口与接收窗 口，每个窗口又有上缘和下缘。
对发送窗口，建立连接后，下缘置为0，上缘是对 等运输实体给出的信用量，发送一个TPDU后， 下缘加1，上缘通过AK TPDU调整，上缘和下缘 之间的差即是可发送的TPDU数，当上缘和下缘 重合时不能发送TPDU；
速
Data.Req
数 据
T-Expedited-Data.Ind TS用户数据
连
释 T-Disconnect.Req
TS用户数据
接 释
放 连
T-Disconnect.Ind
连接释放原因，TS用户数据
如放 Un接ix的Socket、Windows的Winsock。
6
8.1.2 服务质量
服务质量（Quality of Service，QoS）
说明 重发一个未确认的TPDU 在同一对用户之间从释放连接到建立另一条连接间的最 小时间 AK TPDU间的最大时间 重发CR TPDU的时间 收不到确认而终止连接的时间 收不到TPDU而终止连接的时间
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8.2.4 C型网络服务上的运输协议
重复检测
三种可能产生重复的情况
可以用序号来识别重复，但处理起来并不很 容易。
《数据通信与计算机网络（第二版）》
笫二十讲 运输服务和运输协议
1
本讲内容
第八章 运输层 8.1 运输服务和服务质量 8.1.1 运输服务 8.1.2 服务质量 8.2 运输协议机制 8.2.1 寻址 8.2.2 A型网络服务上的运输协议 8.2.3 B型网络服务上的运输协议 8.2.4 C型网络服务上的运输协议
8
8.1.2 服务质量
QoS协商（选项协商）
运输服 务用户
TSU1
运输服 务用户
TSU2
QoS5 QoS0
QoS1 QoS0
运输实体 TE1
QoS2 QoS0
QoS5 QoS0
QoS3 QoS0
QoS4 QoS0
运输实体 TE2
QoS0:最低QoS
QoS3:TE2建议的QoS
QoS1:TSU1期望的Qos QoS4:TSU2可接受的QoS