讲传输层2.ppt
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1、第 11 讲 传输层(2),本讲内容,用户数据报协议 UDP UDP功能和特点 报文格式 传输层的客户 TCP/IP网络信息传送过程,知识回顾,从通信和信息处理的角度看,传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。 传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)。,物理层,网络层,传输层,应用层,数据链路层,面向信息处理,面向通信,用户功能,网络功能,知识回顾,应用进程,应用进程,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,传输层协议和
2、网络层协议的主要区别,知识回顾,TCP/IP的传输层有两个不同的协议 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol),TCP,UDP,IP,应用层,与各种网络接口,传输层,知识回顾,上节内容回顾 TCP是一个面向字节流的可靠的传输协议 TCP实现端到端的可靠传输 TCP在传输数据前先建立连接 TCP传输每一字节数据都有一个序列编号 TCP在传输数据时采用确认重传机制 TCP在传输数据时自动进行流量控制 TCP在数据传输后要关闭连接,CLOSED,CLOSED,进程A,进程B,客户,服
3、务器,TCP连接的建立三次握手,TCP 连接的建立,如何体现TCP的面向连接?,数据传送,ESTAB- LISHED,ESTAB- LISHED,A,B,客户,服务器,数据传送,ACK = 1, seq = u + 1, ack = w 1,TCP 的连接释放,TCP 连接的关闭,TCP 与 UDP,TCP 则提供面向连接的服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的传输服务,因此不可避免地增加了许多开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。 UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的传输层在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付,
4、但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。,课程议题,UDP协议,用户数据报协议 UDP,对网络中新的实时视频、音频数据的传输来说,因为不能容忍 TCP 重传带来的时延,常常建立在 UDP (User Datagram Protocol,UDP,用户数据报协议)之上。 UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能,即端口的功能和差错检测的功能。 用于支持那些需要在计算机之间快速传输数据(相应的对传输可靠性要求不高)的网络应用 提供不可靠的交付,不考虑流量控制、差错控制,在收到一个坏的数据段之后也不重传通信的可靠性问题将由应用层进程自身来提供。,UDP 的主要特点,UDP 是面
5、向无连接的,即发送数据之前不需要建立连接,即不通知对方做接收数据准备,而是立刻发送数据。 UDP 使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付。 UDP 是面向报文的。发送方 UDP 对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,UDP 就照样发送,即一次发送一个报文。接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报,在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程,一次交付一个完整的报文。 UDP 没有拥塞控制,很适合多媒体通信的要求。 UDP 的首部开销小,只有 8 个字节,传输速度快、效率高。 为应用层服务,提供复用技术,即同时为多个应用进程服务。,UDP 是面向报文的,IP 数据报的数据部分,I
6、P 首部,IP 层,UDP 首部,UDP 用户数据报的数据部分,运输层,应用层报文,应用层,UDP 的首部格式,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据报,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据报,用户数据报 UDP 有两个字段:
7、数据字段和首部字段。首部字段有 8 个字节,由 4 个字段组成,每个字段都是两个字节。,UDP 的首部格式,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据报,在计算检验和时,临时把“伪首部”和 UDP 用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。此字段是可选项,UDP的伪首部,UDP 基于端口的分用,UDP和TCP的主要客户,UDP 与 TCP比较,课程议题,TCP/IP网络信息传送,TCP/IP的工作流程,5,
8、4,3,2,1,5,4,3,2,1,H3,物 理 传 输 媒 体,应 用 程 序 数 据,数 据 部 分,数 据 部 分,数 据 部 分,10100110100101 比 特 流 11 010111010,T2,计算机 1,H4,H2,首部,尾部,AP2,AP1,计算机 2,比特,帧,IP数据报 IP分组,TCP报文段 UDP报文段,5 4 3 2 1,主机 H1,主机 H2,R1,R4,R5,R2,R3,R1,R2,R3,H1,R5,H2,R4,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,直接交付,TCP/IP网络数据传送过程,一个典型的主机到主机的数据转发过程,如图所示,设主机A经过
9、路由器访问B主机上的Web服务,具体的过程如下: 主机A应用层中的HTTP协议产生应用层数据,该数据经过格式转换以控制处理后被交付给主机A的传输层。 在传输层,应用层的数据被分成若干段,每段分别传输。由于HTTP协议需要使用传输层的TCP协议进行端到端可靠的数据传输,所以每段数据被封装在TCP段中,其TCP头部包括源端口、目的端口、序列号、确认序列号等。其中目的端口为HTTP协议的熟知端口80。,数据封装,封装好的数据段被交付给主机A网络层的因特网协议(IP),然后IP协议会使用IP头部将传输层的数据封装起来,形成IP分组。其中IP头部包含了源IP地址、目的IP地址。在本例中源IP地址为发送方
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