谢希仁第八版思维导图运输层整理
需积分: 5 42 浏览量
2023-12-10
20:17:25
上传
评论
收藏 1.5MB PDF 举报
运输层
运输层协议概述
进程间通信
运输层的两个常见的协议
UDP：用户数据包协议 不可靠，进提供全力交付的协议
TCP：传输控制协议
可靠的面向连接的协议
不提供广播以及多播的技术
开销较多，首部有20字节
运输层端口
服务器端使用的端口
熟知端口：0-1023
登记端口：1024-49151
客户端使用的端口（又称为短暂端口）：49152-65535
复用与分用
复用：应用进程都可以通过运输层再传输到IP层
分用：运输层从IP层收到发送给应用进程的数据后必须交付给知名的个应用进程
常见的端口
RPC 111
DNS 53
TFTP 69
SNMP 161
SNMP 162
SMTP 25
FTP 20 21
Telnet 23
HTTP 80
HTTPS 443
作用：即使网络层提供的是不可靠的服务，传输层也能将其变成可靠的服务
用户数据包协议UDP概述
简介：UDP仅在IP数据报的首部添加了复用和分用以及差错检测的功能
面相报文
无连接
尽最大努力交付
没有拥塞控制
首部开销小
UDP首部
大小：8字节
源端口：两个字节，用16进制表示
目的端口：两个字节，用16进制表示
长度：UDP用户数据包的总长度
检验和：检测UDP用户数据包在传输中是否有错，有错就直接丢弃。注意，在进
行检验和的计算的时候，加上12个字节的伪首部，其中包括4字节源IP,目的IP以及
UDP长度字段
传输控制协议TCP概述
特点
面向连接
只能是点对点通信
提供可靠交付服务
提供全双工服务
面向字节流
可靠传输的工作原理
停止等待ARQ协议
简单理解：发送完一个分组就等待对方确认，收到确认再发送下一个分组通过增
加一个计时器实现报文段的超时重传，如果B端没有接受到数据或者接受到有差错
的数据，都直接丢弃。
信道利用率：U = TD / (TD + RTT + TA)，其中TD是数据发送时间，RTT是数据
传输路径中往返的时间。
要点
暂存：对于已经发送但是还没有收到确认的数据提供缓存
编号：对发送的每个分组以及确认都有编号
超时重传：如果超时计时器的超时位收到确认，就重传分组
连续ARQ协议
发送窗口：在发送窗口内的数据都可以连续被发送出去，不需要等待对方的确认
发送窗口滑动：发送方发送一个确认就向前滑动一个分组
累计确认：接受方按照按需到达的最后一个分组发送确认
采用回退N方法
TCP报文段的首部格式
总长度：20字节固定首部
源端口：2字节
目的端口：2字节
序号：seq，4字节，表示的是本报文段所发送的数据第一个字节的序号，计算方
法是将bit流除以8，由于这里表示的直接就是数据，所以TCP报文能够传输的最大
数据量就是2的32次方字节，就是4GB
确认号：ack，4字节，表示希望收到的下一个报文段的数据的第一个字节的序号
数据偏移：也就是首部长度，计算单位是4字节
保留：6位bit，保留今后使用
URG：控制位，标明紧急指针有效，告知系统这个报文段中有重要数据需要传输
ACK：控制位，当ACK位为1的时候标明确认号seq字段有效
PSH：接收到这个说明要尽力交付，不等到整个缓存都填满再交付而是直接交
付。
RST：如果出现了主机崩溃或者其他原因，必须释放连接的情况，重新建立连接
诶
SYN：和ACK同步使用，SYN = 1，ACK = 0时标明是连接请求报文段；SYN =
0，ACK = 1标明是连接接受报文段
FIN：用于断开连接，当FIN为1的·时候说明已经完成了数据的传输，要求断开数
据连接
窗口：占2字节，从本报文段的确认号算起，接收方允许对方发生发送的数据量
检验和：2字节，检验范围包括首部和数据，同样，在计算的时候要在TCP前面加
上12位的为首部
紧急指针：2字节，在URG为1时有效，本报文段中紧急数据的位置
选项：长度可变，最长可以40字节
最大报文长度MSS：TCP报文段长度减去TCP首部长度
窗口扩大选项
时间戳选项
选择确认选项 这里指的就是SACK，实现的就是“指哪打哪”
时间戳选项
用于计算RTT值
用于处理TCP序号超过2的32次方的情况，防止序号绕回
TCP可靠传输的实现
以字节为单位的滑动窗口
发送窗口
在没有收到确认的情况下，发送方可以连续把窗口内的数据全部发送出去，未发
送的数据全部暂时保留
接收窗口 仅仅接受落入窗口的数据
发送缓存
发送但是没有收到回复确认的
准备发送的数据
接收缓存
按序到达但是没有被应用程序接受的数据
没有按需到达的数据
超时重传的时间选择 更新策略
选择确认SACK
停止等待协议（SW）
无差错情况 收到数据以后发送确认收到
出现差错 直接丢弃
确认丢失和确认迟到 设置超时计时器，如果超过设置的超时时间就重传数据
缺点是信道利用率较低
回退N帧协议GBN（是一种连续ARQ协议）
流水线传输
累计确认
出现差错的情况 当收到几个重复确认，就触发发送方重传
选择重传协议（SR）
连续确认（注意不是累计确认！）
选择重传
每次仅回送接收端收到的分组序号，之后根据窗口内是否有缺失的分组决定是否
要重传。
TCP流量控制
利用滑动窗口实现流量控制
TCP传输效率：
糊涂窗口综合征：每次发送的时候等待一段时间是的已有空间能够容纳一个最长
的报文段，或者接收缓存已经有一半空闲的时间。
概念：抑制发送端发送数据的速率，似的接受段来得及接受；点对点通信的控制
TCP拥塞控制
拥塞控制的一般方法
TCP拥塞控制方法
基于滑动窗口实现拥塞控制
超时计时器超时：网络出现了拥塞
收到3个重复确认：预示网络可能出现了拥塞
拥塞控制算法
慢开始
拥塞避免
快重传
快恢复
主动队列管理AQM 主动：当队列长度达到某一个警戒值的时候就主动丢弃分组
概念：防止过多数据注入网络，避免网络中的路由器过载；涉及到所有主机和路
由器，是全局性的过程
TCP运输连接管理
连接建立 三次握手
SYN = 1；seq = x
SYN = 1；ACK = 1，seq = y, ack = x + 1
ACK = 1，seq = x + 1，ack = y + 1
连接释放 四次挥手
FIN = 1, seq = u
ACK = 1, seq = v, ack = u + 1
FIN = 1, ACK = 1, seq = w, ack = u + 1
ACK = 1, seq = u + 1, ack =w + 1
有限状态机
作 者 ： @ A M a r k | 来 自 ： 知 犀 思 维 导 图
资源评论
