第3章 TCPIP协议和IP地址PPT课件

3.2 TCP协议
Internet传输层包含了两个重要协议： 传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
❖TCP是专门为在不可靠的Internet上提供可靠的 端到端的字节流通信而设计的一种面向连接的传输 协议。 ❖UDP是一种面向无连接的传输协议。
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3.2 TCP协议
一．传输层端口
网络进程间的通信需要确定给定主机上的哪个本地进 程使用了哪种协议与哪台远程主机上的哪个进程进行了通 信。端口和套接字概念提供了一种以统一的方式惟一地标 识连接以及参与连接的程序和主机的方法。
3.2 TCP协议 3. TCP报文格式
0
4
10
15 16
31
源 端 口 （ 16bits）
目 的 端 口 （ 16bits）
序 列 号 （ 32bits）
确 认 号 （ 32bits）
TCP 头长 保留位
标志位
窗 口 （ 16bits）
校 验 和 （ 16bits）
紧 急 指 针 （ 16bits）
版本 报头长度
服务类型
标识符
标志
生存时期
上层协议
源IP地址
目的IP地址
IP选项
数据报长度（字节） 分片偏移量
报头校验和
填充
数据（有效载荷）
32bit
3.1 IP协议
• 版本：给出了该数据报的IP协议的版本。 • 报头长度：由于IPv4数据报可以包含可变数量的IP选项， 所以这4比特用来确定IP数据报中的数据的起始位置。大多数 IP数据报不包含IP选项，所以通常的IP数据报都有一个20字 节长度的报头。 • 服务类型（TOS）：服务类型字段使得不同服务要求的报 文在传送过程中可以区别处理，特别是在网络发生超载时。 • 数据报长度：是以字节为单位的IP数据报的总长度（即报 头长度+数据长度）。数据报一般都小于1500字节。
3.2 TCP协议
2．TCP协议
TCP协议是TCP/IP协议簇中最重要的协议之一，它向高 层应用提供了面向连接的可靠的数据流传输服务。传输层的协 议数据单元称为数据段 。
TCP提供的服务有如下几个特征： （1）面向连接 （2）完全可靠性 （3）全双工通信 （4）数据流接口 （5）连接的可靠建立与关闭
3.1 IP协议
• 源端和目的端的IP地址：IP数据报中的这两个字段携带着源 端和目的端的32比特IP地址。 • 选项字段：选项字段允许IP报头被扩充。该字段时可选的， 它导致了数据报报头长度的不确定性，使得在路由器中对IP数 据报的处理所需要的时间差别很大。为了提高路由器和主机上 的IP数据报处理性能，IPv6报头中舍弃了IP选项字段。 • 数据（有效载荷）：该字段是IP数据报中的最重要的字段— —数据。在大多数环境下，IP数据报的数据字段包含着传输层 的要发送到目的端的数据段（TCP或UDP）。数据字段也可 以携带其他类型的数据，例如ICMP信息。
3.3 UDP协议
UDP建立在IP协议的基础上，它提供了与IP协议相同的 面向无连接的、不可靠传输服务。UDP协议不使用确认信 息对数据段的到达进行确认，不能保证数据段到达的顺序， 也不能向发送端反馈信息进行流量控制，因而会出现数据 段丢失现象。由于UDP的简单性，采用UDP协议的应用程 序可以高效地传输数据，例如流式多媒体、因特网电话等， 其可靠性可以有应用程序来解决。
3.2 TCP协议
6. TCP的流量控制
TCP使用窗口机制进行流量控制。 当一个连接建立时，连接的每一端分配一块缓冲区来 存储接收到的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端。当数 据到达时，接收方发送确认，其中包含了自己剩余的缓冲区 尺寸。这个剩余缓冲区空间的数量叫做窗口，接收方在发送 的每一确认中都含有一个窗口通告（非零的窗口通告 、零窗 口通告 ）。 窗口和窗口通告可以有效地控制TCP的数据传输流量， 使发送方发送的数据不会溢出接收方的缓冲空间。
• 端口有公用端口和临时端口两种。 • 套接字是用于通信协议的几种应用编程接口API之一。套 接字是一种特殊的文件句柄，被一个进程用来向操作系统 请求网络服务。
3.2 TCP协议 1．传输层端口
DNS：域名服务器 FTP：文件传输协议 TFTP：简单文件传输协议 TELNET：远程登录 RPC：远程进程调用 SMTP：简单邮件传送协议 SNMP：简单网络管理协议 HTTP：超文本传输协议
接收ACK和确认号=Y+1
3.2 TCP协议
5. TCP的确认与重传
为了保证TCP协议传输的可靠性，TCP采用了“确认” 和“重传”技术。为了提高系统确认的效率，TCP采用了 “滑动窗口”技术。
基本思想是：首先确定发送双方协商一个窗口的大小， 并规定只有位于这个窗口中的数据段才可以被发送出去。其 次，当收到接收方对窗口中第一个数据段的确认信息后，窗 口就向后滑动一个数据段。在规定时间内接收方若没有收到 窗口中第一个数据段的确认消息，则重传窗口中第一个数据 段。
选项
填充
数据（长度可变）
3.2 TCP协议
4. TCP连接的建立与关闭
为确保连接建立和关闭的可靠性，TCP使用“三次握手” 算法实现客户端和服务器端的消息交换。
主动参与方（客户端） 发送SYN=1，初始顺序号=X
接收SYN和ACK 发送ACK=1，确认号=Y+1
被动参与方（服务器端）
接，初始顺序号=Y
3.1 IP协议
• 标识符、标志和分片偏移量：这三个字段与IP分片有关。 • 生存时期（TTL）：TTL字段用来保证数据报不会在网络中 永远传播。当每次数据报经过一个路由器的处理时，TTL值 就会减少。如果TTL值变为0，该数据报就被抛弃。 • 上层协议：该字段仅仅当IP数据报到达最终目的地时才被 使用，其值给出了本IP数据报中的数据部分将被传送到的目 的地的传输层协议（或上层协议）。 • 报头校验和：该字段可以帮助路由器发现接收到的IP数据 报中的比特错误，它将报头中的每两个字节作为一个数字并 用反码的形式计算这些数字的和。
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
第2章 TCP/IP协议和IP地址
1. IP协议 2. TCP协议 3. UDP协议 4. IP地址 5. 划分子网 6. IPv6
7. 勘误
3.1 IP协议
IP协议定义了IP数据报格式，并且对数据报寻址和路由、 数据报分片和重组、差错控制和处理等做出了具体规定。IP 数据报格式如下图所示。