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沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层第七章第七章 传输层传输层7.1 概述概述7.2 UDP协议协议7.3 TCP协议协议7.4 传输层编程介绍传输层编程介绍第1页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述提出提出物理层物理层完成两个结点之间完成两个结点之间物理连接物理连接和和信号传输信号传输数据链路层数据链路层完成两个结点之间完成两个结点之间链路建立链路建立与与数据传输数据传输网络层网络层完成完成主机到主机主机到主机之间数据传输之间数据传输传输层传输层完成两个不一样主机内完成两个不一样主机内两个进程两个进程之间数据传输之间数据传输第2页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述进程传输进程传输单机环境单机环境由操作系统控制完成由操作系统控制完成两个进程使用不一样进程标识两个进程使用不一样进程标识经过各自经过各自PCB实现实现第3页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述进程传输进程传输网络环境网络环境需要处理问题需要处理问题进程命名与寻址方法进程命名与寻址方法需要唯一标识在网络环境下进程需要唯一标识在网络环境下进程多重协议识别多重协议识别需要标识不一样应用进程需要标识不一样应用进程进程间工作模式进程间工作模式第4页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述进程传输进程传输网络环境网络环境处理方法处理方法进程命名：进程命名：主机地址主机地址+进程标识号进程标识号进程标识号进程标识号=端口号端口号=进程地址进程地址多重协议识别：在进程标识中加入多重协议识别：在进程标识中加入协议标识协议标识进程完整表示进程完整表示协议协议+主机地址主机地址+进程标识号进程标识号正在通信进程表示正在通信进程表示协议协议+当地地址当地地址+当地端口号当地端口号+远程地址远程地址+远程端口号远程端口号第5页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层进程进程1 1准备把数据传输给进程准备把数据传输给进程2 27.1 传输层概述传输层概述进程传输进程传输网络环境网络环境处理方法处理方法进程间工作模式进程间工作模式客户客户/服务器模式（服务器模式（Clients/Server model）进程进程1 1进程进程2 2请求信号请求信号请求信号请求信号响应信号响应信号响应信号响应信号数据数据进程通信进程通信协议协议第6页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述进程传输进程传输网络环境网络环境处理方法处理方法进程间工作模式：客户进程间工作模式：客户/服务器模式服务器模式提出请求进程称为：客户机提出请求进程称为：客户机响应请求进程称为：服务器响应请求进程称为：服务器引申引申二层二层C/S结构结构三层三层C/S结构结构基于基于webB/S结构结构N层层C/S结构结构第7页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述传输层功效传输层功效为网络内进程之间实现为网络内进程之间实现高质量高质量传输传输提供差错控制等提供差错控制等为网络内进程之间实现为网络内进程之间实现高效率高效率传输传输提供流量控制等提供流量控制等为网络内进程之间实现为网络内进程之间实现透明透明数据传输数据传输地址自动变换与识别地址自动变换与识别协议自动变换与识别协议自动变换与识别第8页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述传输层服务（两类）传输层服务（两类）面向连接服务面向连接服务在传输层上建立连接，双方同时完成数据传输在传输层上建立连接，双方同时完成数据传输面向无连接服务面向无连接服务在传输层上不建立连接，双方异步完成数据传输在传输层上不建立连接，双方异步完成数据传输主要采取主要采取面向连接服务面向连接服务第9页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.1 传输层概述传输层概述传输层上主要指标：服务质量传输层上主要指标：服务质量QoS连接建立延迟连接建立延迟连接建立失败概率连接建立失败概率吞吐率吞吐率数据传输速率数据传输速率传输延迟传输延迟残余误码率残余误码率安全保护安全保护优先级优先级第10页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.2 UDP协议协议UDP：用户数据报协议：用户数据报协议User Datagram Protocol特点特点提供无连接服务提供无连接服务提供不可靠数据传输提供不可靠数据传输网络层只使用网络层只使用IP协议协议协议效率高，传输速度快协议效率高，传输速度快第11页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.2 UDP协议端口端口（进程标识）定义（进程标识）定义端口号长度为端口号长度为16位位01023是统一分配和控制端口号是统一分配和控制端口号102449151是用户需要注册使用端口号是用户需要注册使用端口号4915265535是暂时端口号是暂时端口号第12页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.2 UDP协议端口定义端口定义常见端口号常见端口号端口号端口号进程名称进程名称说明说明53Name Server域名服务域名服务67Bootps引导协议服务进程引导协议服务进程68Bootpc引导协议客户进程引导协议客户进程69TFTP简单文件传输协议简单文件传输协议111RPC远程过程调用远程过程调用123NTP网络时间协议网络时间协议161SNMP简单网络管理协议简单网络管理协议第13页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.2 UDP协议协议UDP数据报格式数据报格式源源IP地址地址目标目标IP地址地址00000000协议（协议（17）UDP长度长度源端口号源端口号目标端口号目标端口号UDP总长度总长度校验和校验和数据数据UDP头部头部伪头部伪头部第14页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议TCP：传输控制协议：传输控制协议Traction Control Protocol特点特点面向连接面向连接高可靠性高可靠性全双工通信全双工通信支持流传输支持流传输传输连接可靠建立与释放传输连接可靠建立与释放提供流量和拥塞控制提供流量和拥塞控制第15页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议工作原理工作原理端口发送 TCP 报文段TCPTCP接收缓存发送缓存报文段报文段报文段端口发送端接收端向发送缓存写入数据块从接收缓存读取数据块应用进程应用进程第16页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议TCP数据报格式数据报格式20 字节固定首部TCP首部目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FIN32 bitSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填填 充充第17页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充源端口和目端口字段各占 2 字节Socket：在：在TCP中用于全局唯一标识一个进程中用于全局唯一标识一个进程 是由是由IP地址地址+端口号组成端口号组成第18页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式端口号端口号服务进程服务进程说明说明20FTP文件传输协议（数据连接）文件传输协议（数据连接）21FTP文件传输协议（控制连接）文件传输协议（控制连接）23TELNET虚拟终端网络虚拟终端网络25SMTP简单邮件传输协议简单邮件传输协议53DNS域名服务域名服务80HTTP超文本传输协议超文本传输协议111RPC远程过程调用远程过程调用第19页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充占占 4 字节字节TCP 连接中传送数据流中每一个字节都编上一个序号。连接中传送数据流中每一个字节都编上一个序号。序号字段值则指是本报文段所发送数据第一个字节序号序号字段值则指是本报文段所发送数据第一个字节序号第20页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充占占 4 字节，是期望收到对方下一个报文段数据第一个字节序号字节，是期望收到对方下一个报文段数据第一个字节序号第21页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充数据偏移数据偏移占占 4 bit，它指出，它指出 TCP 报文段数据起始处距离报文段数据起始处距离 TCP 报文段起始处有多远。报文段起始处有多远。“数据偏移数据偏移”单位单位4 字节字节第22页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充保留字段保留字段占占 6 bit，保留为今后使用，但当前应置为，保留为今后使用，但当前应置为 0第23页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充紧急比特紧急比特 URG 当当 URG 1 时，表明紧急指针字段有效。它时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级数告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级数据）据）第24页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充确认比特确认比特 ACK 只有当只有当 ACK 1 时确认号字段才有效。当时确认号字段才有效。当 ACK 0 时，确认号无效时，确认号无效第25页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充推送比特推送比特 PSH(PuSH)接收接收 TCP 收到推送比特置收到推送比特置 1 报文段，报文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付向上交付第26页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充复位比特复位比特 RST(ReSeT)当当 RST 1 时，表明时，表明 TCP 连接中出连接中出现严重差错（如因为主机瓦解或其它原因），必须释放连接，然后现严重差错（如因为主机瓦解或其它原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接再重新建立运输连接第27页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充同时比特同时比特 SYN 同时比特同时比特 SYN 置为置为 1，就表示这是一个连接，就表示这是一个连接请求或连接接收报文请求或连接接收报文第28页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充终止比特终止比特 FIN(FINal)用来释放一个连接。当用来释放一个连接。当FIN 1 时，表时，表明此报文段发送端数据已发送完成，并要求释放运输连接明此报文段发送端数据已发送完成，并要求释放运输连接第29页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充窗口字段窗口字段 占占 2 字节。窗口字段用来控制对方发送数据量，单字节。窗口字段用来控制对方发送数据量，单位为字节。位为字节。TCP 连接一端依据设置缓存空间大小确定自己接收窗口连接一端依据设置缓存空间大小确定自己接收窗口大小，然后通知对方以确定对方发送窗口上限大小，然后通知对方以确定对方发送窗口上限第30页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充检验和检验和 占占 2 字节。检验和字段检验范围包含首部和数据这两字节。检验和字段检验范围包含首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在部分。在计算检验和时，要在 TCP 报文段前面加上报文段前面加上 12 字节伪首字节伪首部部第31页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充紧急指针字段紧急指针字段 占占 16 bit。紧急指针指出在本报文段中紧急数。紧急指针指出在本报文段中紧急数据最终一个字节序号据最终一个字节序号第32页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议数据报格式数据报格式目目 端端 口口数据数据偏移偏移检检 验验 和和选选 项项 （长（长 度度 可可 变）变）源源 端端 口口序序 号号紧紧 急急 指指 针针窗窗 口口确确 认认 号号保保 留留FINSYNRSTPSHACKURG填填 充充选项字段选项字段 长度可变。长度可变。TCP 只要求了一个选项，即最大报文段只要求了一个选项，即最大报文段长度长度 MSS(Maximum Segment Size)。MSS 告诉对方告诉对方 TCP：“我缓存所能接收报文段数据字段最大长度是我缓存所能接收报文段数据字段最大长度是 MSS 个字节个字节第33页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.3 TCP协议协议传输流量控制传输流量控制采取滑动窗口技术采取滑动窗口技术传输差错控制传输差错控制传输错误报文传输错误报文经过检验后重传经过检验后重传丢失报文丢失报文重传重传重复报文重复报文经过判断序号，丢弃重复报文经过判断序号，丢弃重复报文确认丢失确认丢失依据确认号累计判断依据确认号累计判断第34页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层7.4 传输层编程介绍传输层编程介绍Clients/Server通信模式下，进程之间通信是经过通信模式下，进程之间通信是经过Socket来实现来实现Socket（套接字）：一个主机（套接字）：一个主机IP地址地址与该主机一个进与该主机一个进程程端口号端口号在在UNIX系统中，提供了系统中，提供了Socket编程功效组编程功效组在在Windows系统中，提供了系统中，提供了Winsock编程功效组编程功效组第35页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层客户端客户端服务端服务端UNIX系统中系统中Socket编程流程编程流程（面向连接服务）（面向连接服务）等候客户等候客户连接请求连接请求服务应答服务应答服务请求服务请求连接建立请求连接建立请求第36页沈阳化工学院沈阳化工学院 计算机科学与技术分院计算机科学与技术分院 网络体系研究室网络体系研究室 第七章第七章 传输层传输层客户端客户端服务端服务端UNIX系统中系统中Socket编程流程编程流程（面向无连接服务）（面向无连接服务）等候客户等候客户数据数据服务请求服务请求服务响应服务响应第37页