传输层协议概述

第6章传输层

6.1概述

图6.1基于端口机制传输层为应用进程之间提供了逻辑通信6.2传输层端口

6.2.1端口及其作用

6.2.2两类端口

计算机网络（第3版）6.3用户数据报协议UDP

6.3.1UDP用户数据报

图6.2UDP报文封装

图6.3UDP报文格式6.3.2UDP伪报头

图6.4UDP伪报头格式6.3.3UDP的特点

6.4传输控制协议（TCP）

6.4.1TCP的编号与确认

1. 数据流、报文段和编号

2. 避免产生相同的序号

3. TCP确认机制

计算机网络（第3版）6.4.2TCP报文段

1. TCP报文段格式

图6.5TCP报文段的格式2. TCP报文段选项

图6.6TCP选项格式

6.4.3TCP连接管理

1. 建立TCP连接

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图6.7三次握手的报文序列

图6.8三次握手清除延迟的连接请求

2. 关闭TCP连接

图6.9关闭TCP连接

3. 复位TCP连接

6.4.4TCP重传机制

1. 为什么采用自适应重传算法

图6.10数据链路层和TCP往返时间的概率密度2. 自适应重传算法

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图6.11确认的二义性

6.4.5TCP流量控制

1. 可变滑动窗口流量控制

图6.12TCP数据流编号与滑动窗口示意

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图6.13TCP可变滑动窗口流量控制示例

2. 零窗口和坚持定时器

3. 糊涂窗口综合症及其对策

图6.14接收应用程序工作慢引起的SWS 6.4.6TCP拥塞控制

1. 网络拥塞现象

计算机网络（第3版）

图6.15拥塞时的网络性能

2. 拥塞控制的基本策略

3. TCP拥塞控制策略

图6.16慢启动和拥塞避免控制策略示例

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图6.17TCP Reno拥塞控制策略示例6.5多媒体传输

6.5.1概述

1. 多媒体、流媒体及其传输特点

2. TCP/IP协议传输多媒体存在问题

6.5.2一个多媒体传输的例子

图6.18音频/视频点播系统

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图6.19使用媒体服务器进行音频/视频播放6.5.3实时传输协议RTP

1. RTP在协议栈中的位置

图6.20RTP协议在Internet协议栈中的位置2. RTP会话（RTP session）

图6.21RTP分组格式及其封装

3. RTP分组格式

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6.5.4实时传输控制协议（RTCP）

1. RTCP功能

2. RTCP分组

3. RTP/RTCP实时传输功能小结

6.5.5实时流式协议RTSP

图6.22RTSP与RTP/RTCP

思考题

6.1简要说明TCP/IP传输层的作用。它主要包含哪两个协议？它们的主要特点是什么？

6.2简述协议端口及其作用。有哪两类协议端口？

6.3UDP用户数据报报头共几个字节？哪几个字段？为什么不包含目的地址和源地址？

6.4UDP用户数据报的伪报头的作用是什么？为什么称为伪报头？

6.5UDP提供了什么样的传输可靠性措施？

6.6UDP的特点是什么？

6.7什么是TCP的数据流和报文段？TCP对什么进行编号？TCP采用什么确认的方式？TCP 的确认序号是什么意思？

6.8假设TCP的最大报文段生存时间MSL分别为120s和60s，均使用32比特的序号空间。请问：同一个TCP连接中在MSL内不出现相同序号的最大数据传输速率分别是多少？TCP 采取什么措施避免同一连接上在MSL内出现相同的序号？

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6.9光纤理论上可以达到75Tb/s的数据传输速率，如果TCP的最大报文段生存时间MSL仍取120s，请问：为了避免出现相同序号的问题而扩大序号空间，TCP应该使用至少多少的比特的序号空间？对于光纤的这一速率，如果仍使用32比特的序号空间，MSL最大有多大？

6.10在TCP连接上,主机的发送窗口64KB，线路的往返时间是50ms。请问：

（1）主机能达到的最大数据传输速率是多少？

（2）若在此线路上使用窗口比例因子选项实现155Mb/s的数据传输速率，窗口比例因子至少应该选多大？扩展后的窗口可达多少字节？

6.11TCP报文的窗口字段反映了什么信息？在TCP流量控制中它起什么作用？

6.12在TCP 连接上，主机A向主机B传输1100字节的数据，双方TCP协商的MSS为300字节，主机B通知的窗口为1200字节，又设主机A和主机B的初始序号ISN分别为1000和2000，参照图6.7、图6.9和图6.13(b)画出主机A和主机B建立连接——传输数据（A→B）——关闭连接的全过程示意图，图中标明重要的协议参数。

6.13TCP为什么使用坚持定时器？

6.14TCP的重传机制是保证什么性能的重要措施？UDP具有重传机制吗？

6.15TCP为什么要用自适应算法计算重传定时器定时时限？

6.16Karn算法提出的原因是什么？简述Karn算法。

6.17什么是最大报文段长度MSS？选择合适的MSS的困难何在？如何选择？

6.18为了适应网络技术的发展，TCP提出了新的窗口比例因子选项，原因是什么？窗口比例因子选项如何扩大窗口值？

6.19在TCP建立连接的过程中，通信双方可以为数据传输做哪些准备工作？

6.20假设TCP连接上报文段的往返时间RTT的初始值rtt(0)=24ms，随后的值分别是32ms、16ms、40ms、28ms、36ms和22ms。根据TCP的重传策略，计算报文段的平滑往返时间srtt(k)和重传定时时限rto(k)（k=1,2,3,4,5,6）。在计算中，假设SRTT的初始值srtt(0)=rtt(0)，RTT 和SRTT偏差的平滑值的初始值d(0)=rtt(0)/3。

6.21简述拥塞控制与流量控制产生的原因和所解决的问题。它们解决问题的根本途径是什么？

6.22解释拥塞窗口和慢启动门限值。TCP拥塞控制主要采用哪几种技术？简要解释这些技术的特点。

6.23在图6.16中，当进行到第11次传输和第19次传输时发生拥塞，重发定时器出现超时，其他条件和参数与图6.16相同。发生拥塞后，慢启动门限变为多少？参照图6.16画出采用慢启动和拥塞避免的拥塞控制策略的传输过程中拥塞窗口和慢启动门限的变化曲线。

6.24试说明TCP的快速重传和快速恢复技术拥塞控制机制。

6.25为什么多媒体的传输一般采用UDP/IP而不是TCP/IP?

6.26描述RTP分组的格式。时间戳和同步源标识符SSRC字段的作用是什么?

6.27RTCP对多媒体分组进行封装吗？它的主要功能是什么？它有哪几种类型的分组？这些分组的作用是什么？

6.28RTP/RTCP本身对多媒体数据传输能够提供QoS保证吗？为什么说它们适合用于传输多媒体数据？