河南中医药大学（河南中医学院）：《计算机文化》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 运输层

本章教学计划 口运输层协议概述 口用户数据报协议UDP UDP 口传输控制协议TCP 口可靠传输的工作原理 口TCP报文段的首部格式 口TCP可靠传输的实现 TCP ¤TCP的流量控制 口TCP的拥塞控制 口TCP的运输连接管理 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 本章教学计划  运输层协议概述  用户数据报协议UDP  传输控制协议TCP  可靠传输的工作原理  TCP报文段的首部格式  TCP可靠传输的实现  TCP的流量控制  TCP的拥塞控制  TCP的运输连接管理 2 UDP TCP

本章教学计划 口概括介绍运输层协议的特点,以及进程之间的通信以及端 口等重要概念。 口讲述UDP和TCP协议。 口重点讨论较为复杂的TCP协议 ■TCP协议和可靠传输原理 TCP的三个重要问题:滑动窗口、流量控制、拥塞控制 ■TCP连接管理 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 本章教学计划  概括介绍运输层协议的特点，以及进程之间的通信以及端 口等重要概念。  讲述UDP和TCP协议。  重点讨论较为复杂的TCP协议： ◼ TCP协议和可靠传输原理 ◼ TCP的三个重要问题：滑动窗口、流量控制、拥塞控制 ◼ TCP连接管理 3

本章教学计划 口运输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,本部分的 重要概念有 ■运输层为相互通信的应用进程提供逻辑通信。 ■端口和套接字 ■UDP的特点 ■TCP的特点 在不可靠的网络上实现可靠传输的工作原理,以及停止等待协议和 ARQ协议 ■TCP的滑动窗口、流量控制、拥塞控制 ■TCP的连接管理 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 本章教学计划  运输层是整个网络体系结构中的关键层次之一，本部分的 重要概念有： ◼ 运输层为相互通信的应用进程提供逻辑通信。 ◼ 端口和套接字 ◼ UDP的特点 ◼ TCP的特点 ◼ 在不可靠的网络上实现可靠传输的工作原理，以及停止等待协议和 ARQ协议 ◼ TCP的滑动窗口、流量控制、拥塞控制 ◼ TCP的连接管理 4

5 1运输层协议概述 11进程之间的通信 口从通信和信息处理的角度看,运输层向它上面的应用层提 供通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用 户功能中的最低层。 口当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功 能进行端到端的通信时,只有位于网络边缘部分的主机的 协议栈才有运输层,而网络核心部分中的路由器在转发分 组时都只用到下三层的功能 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述  从通信和信息处理的角度看，运输层向它上面的应用层提 供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用 户功能中的最低层。  当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功 能进行端到端的通信时，只有位于网络边缘部分的主机的 协议栈才有运输层，而网络核心部分中的路由器在转发分 组时都只用到下三层的功能。 5 1.1进程之间的通信

1运输层协议概述 11进程之间的通信 APy(AP. 应用进程 应用进程 端口运输层提供应用进程间的逻辑通信端口AP33 口■ IP层■ ◆■口口口■口■口口口口◆ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■口■■鲁 主机A 主机B AP 路由器1 路由器2 AP LAN AP WAN→LAN2 AP -IP协议的作用范围 问南中医学院龙/11输层协议TCP和UDP的作用范围

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述 6 1.1进程之间的通信 5 4 3 2 1 运输层提供应用进程间的逻辑通信 主机 A 主机 B 应用进程 应用进程 路由器 1 路由器 2 AP1 WAN LAN2 AP2 AP3 AP4 IP 层 LAN1 AP1 AP2 AP4 端口 端口 5 4 3 2 1 IP 协议的作用范围 运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围 AP3

1运输层协议概述 11进程之间的通信 口两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相 通信。应用进程之间的通信又称为端到端的通信。 口运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同 进程的报文通过不同的端口向下交到运输层,再往下就共 用网络层提供的服务。 口“运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的 意思是:运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。 但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连 接。 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述  两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相 通信。应用进程之间的通信又称为端到端的通信。  运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同 进程的报文通过不同的端口向下交到运输层，再往下就共 用网络层提供的服务。  “运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的 意思是：运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。 但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连 接。 7 1.1进程之间的通信

8 1运输层协议概述 11进程之间的通信 因特网 IP协议的作用范围 (提供主机之间的逻辑通信) TCP和UDP协议的作用范围 提供进程之间的逻辑通信) 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述 8 1.1进程之间的通信  …   …  IP 协议的作用范围 （提供主机之间的逻辑通信） TCP 和 UDP 协议的作用范围 （提供进程之间的逻辑通信） 因 特 网

9 1运输层协议概述 11进程之间的通信 口运输层的主要作用: 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信,网络层是为主机之 可提供逻辑通信。 运输层还要对收到的报文进行差错检测。网络层只对P数据报首部 提供首部数据的校验而不检查数据部分。 ■根据应用程序的不同需求,运输层需要有两种不同的运输协议,即 面向连接的TCP和无连接的UDP 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述  运输层的主要作用： ◼ 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，网络层是为主机之 间提供逻辑通信。 ◼ 运输层还要对收到的报文进行差错检测。网络层只对IP数据报首部 提供首部数据的校验而不检查数据部分。 ◼ 根据应用程序的不同需求，运输层需要有两种不同的运输协议，即 面向连接的TCP和无连接的UDP。 9 1.1进程之间的通信

10 1运输层协议概述 11进程之间的通信 口两种不同的运输协议 ■运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节(如网络拓扑、所采 用的路由选择协议等),它使应用进程看见的就是好像在两个运输 层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。 ■当运输层采用面向连接的TCP协议时,尽管下面的网络是不可靠的 (只提供尽最大努力服务),但这种逻辑通信信道就相当于条全 双工的可靠信道。 当运输层采用无连接的UDP协议时,这种逻辑通信信道是一条不可 靠信道。 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述  两种不同的运输协议： ◼ 运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节（如网络拓扑、所采 用的路由选择协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输 层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。 ◼ 当运输层采用面向连接的TCP协议时，尽管下面的网络是不可靠的 （只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全 双工的可靠信道。 ◼ 当运输层采用无连接的UDP协议时，这种逻辑通信信道是一条不可 靠信道。 10 1.1进程之间的通信

1运输层协议概述 1.2运输层的两个主要协议 口TCP/P的运输层有两个不同的协议,且都是因特网标准 ■用户数据报协议UDP( User datagram Protocol),RFC768 传输控制协议TCP( Transmission Control protocol),RFC793 口两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议 数据单元TPDU( Transport Protocol Data Unit ■TCP传送的数据单位协议是TCP报文段 segment) UDP传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报 河南中医学院/阮晓龙13938213680/http://network.xg.hactcm.edu.cn

河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://network.xg.hactcm.edu.cn 1.运输层协议概述  TCP/IP的运输层有两个不同的协议，且都是因特网标准。 ◼ 用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)，RFC 768 ◼ 传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)，RFC 793  两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议 数据单元TPDU(Transport Protocol Data Unit)。 ◼ TCP传送的数据单位协议是TCP报文段(segment) ◼ UDP传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报 11 1.2运输层的两个主要协议