传输层

传输层的原理传输层是OSI（开放式系统互联）模型中的第四层，其主要任务是为应用层提供可靠、高效的数据传输服务。

它在网络层的IP报文的基础上，为两个主机之间的通信提供端到端的数据传输。

传输层的主要特点是有限制的端到端通信和可靠的数据传输。

限制的端到端通信意味着数据从源主机传输到目的主机，并在此过程中经过中间设备，而传输层要负责确保数据在源和目的地之间的正确传输。

可靠的数据传输意味着传输层在数据传输过程中要能够检测错误、重传丢失的数据、排除冗余等，以确保数据的准确性和完整性。

传输层的主要协议有传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

TCP是一种面向连接的协议，它通过三次握手建立连接，并在传输过程中使用序列号、确认号等机制来保证数据的可靠传输。

UDP则是一种无连接的协议，它不需要建立连接，只是简单地将数据从一端发送到另一端。

UDP速度较快，但可靠性较低。

传输层的主要功能包括分段和重组、流量控制、差错检测与纠正、拥塞控制等。

分段和重组是传输层的基本功能之一。

当应用层的数据量超过网络层所能承载的最大限制时，传输层将数据分成较小的片段，并在接收端将这些片段重新组合为完整的数据。

这种分段和重组的功能能够提高数据传输的效率和可靠性。

流量控制是指传输层通过控制发送端的发送速度，来避免接收端因处理能力不足而无法接收数据的情况。

流量控制可以通过滑动窗口机制和确认号来实现。

滑动窗口机制允许发送方发送一定数量的数据，在接收方确认收到后，再发送新的数据。

确认号则用于告诉发送方接收到了哪些数据，以便发送方可以控制发送速度。

差错检测与纠正是传输层的重要功能之一。

在数据传输过程中，可能出现误码现象，即数据在传输过程中发生了变化。

传输层可以通过奇偶校验、循环冗余检验等方式来检测错误，并通过重传机制将出错的数据进行纠正。

拥塞控制是指传输层通过控制发送端的发送速度，来避免网络出现拥塞。

当网络中的流量过大时，可能会导致网络性能下降，甚至导致网络堵塞。

第6章传输层教学目标：1、了解传输层的功能2、掌握TCP和UDP协议的工作原理3、理解TCP和UDP协议和上层通信机制教学重点：传输层的功能，TCP和UDP协议教学难点：TCP和UDP协议通信机制教学课时：4课时教学方法：讲解法、讨论法、演示法、练习法教学内容及过程：第6章传输层6.1内容简介传输层是OSI七层参考模型的第四层，它为上一层提供了端到端（end to end）的可靠的信息传递。

物理层使我们可以在各链路上透明地传送比特流。

数据链路层则增强了物理层所提供的服务，它使得相邻节点所构成的链路能够传送无差错的帧。

网络层又在数据链路层基础上，提供路由选择、网络互联功能。

而对于用户进程来说，我们希望得到的是端到端的服务，传输层就是建立应用间的端到端连接，并且为数据传输提供可靠或不可靠的链接服务。

6.2传输层简介一、传输层的定义传输层是OSI模型的第4层。

一般来说，OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理。

该层的主要任务用一句话表示就是“向用户提供可靠的端到端的服务，处理数据包的传输差错、数据包的次序、处理传输连接管理等传输方面的问题，以保证报文的正确传输”。

二、传输层功能⏹连接管理⏹流量控制⏹差错检测⏹对用户请求的响应⏹建立无连接或面向连接的通信→面向连接：会话建立、数据传输、会话拆除→无连接：不保证数据的有序到达6.3TCP协议传输层协议为TCP（transmission control ptotocol），因此传输层也被称为TCP层。

TCP 协议是面向连接的端到端的可靠的传输层协议。

它支持多种网络应用程序，对下层服务没有多少要求，同时假定下层只能提供不可靠的数据报服务，并可以在多种硬件构成的网络上运行。

一、TCP分段格式⏹序列号和确认号（32比特）⏹ 窗口（16比特） ⏹ 校验和（16比特） ⏹ 数据（可变大小） ⏹ 头长度（4比特） ⏹ 标志（6比特） ⏹ FIN （完成） ⏹ PSH （推） ⏹ RST （复位） ⏹ SYN （同步） ⏹ 紧急指针（16比特） ⏹ 选项（可变长度） 二、TCP 的连接建立和拆除 1、TCP 的连接建立2、TCP 的连接建立发送 SYN接收 SYN1发送 SYN接收 SYN 发送 SYN, ACK接收 SYN123、TCP 连接建立4、TCP 连接拆除发送 SYN接收 SYN 发送 SYN, ACK建立会话123接收 SYN三、TCP 可靠传输技术当TCP 的连接建立好后，为保证数据传输的可靠，TCP 协议要求对传输的数据都进行确认，为保证确认的正常进行，TCP 协议首先对每一个分段都作了32位的编号，称为序列号。

传输层基本概念及内容
传输层是OSI模型中的第四层，提供端到端的数据传输服务，以及数据的可靠传输和错误检测。

传输层主要包括以下内容：
1.端口号：传输层的通信需要使用端口号，用于标识不同的应用程序和服务。

2.传输协议：常见的传输协议包括TCP和UDP。

TCP提供可靠的传输服务，保证数据的正确性和完整性；UDP则提供不可靠的传输服务，但是速度更快，适用于实时性要求高的应用。

3.连接控制：对于TCP协议，需要通过三次握手建立连接，保证通信双方的联系。

UDP协议则没有连接的概念，每个数据包都是独立的单元。

4.流量控制：传输层需要对数据的发送速率进行控制，避免网络拥塞和性能下降。

5.错误检测与纠错：通过校验和、序列号、确认应答等机制，检测和纠正传输过程中可能出现的错误，保证数据的完整性和正确性。

6.多路复用：传输层可以对多个应用程序进行多路复用，将它们的数据传输合并到同一个连接中，提高网络的利用率和效率。

五层原理的传输单位
五层原理（也称为网络协议栈）是计算机网络中常用的分层结构，用于描述和规范数据在网络中的传输过程。

它包括以下五个层次：
1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，即将以0和1表示的数据通过物理媒介进行传输，如电缆、光纤等。

其传输单位为比特（Bit）。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责将比特流划分为数据帧（Frame），并通过物理层提供的通信通道进行传输。

其传输单位为帧（Frame）。

3. 网络层（Network Layer）：负责实现数据的路由和转发，为数据在网络中的传输提供路径选择和包转发等功能。

其传输单位为包（Packet）。

4. 传输层（Transport Layer）：负责提供端对端的数据传输服务，包括传输控制和差错检测等功能。

其传输单位为段（Segment）。

5. 应用层（Application Layer）：负责处理特定的网络应用，如文件传输、电子邮件等。

其传输单位为数据（Data）。

这五个层次组成了计算机网络的基本结构，每个层次都有不同的功能和责任，形成了一套完整的网络通信模型。

计算机网络传输层计算机网络传输层是网络模型的第四层，负责在不同主机之间提供端到端的可靠数据传输服务。

它通过使用传输协议来确保数据能够从发送方传送到接收方。

本文将对计算机网络传输层的功能、特点以及常见的传输协议进行详细介绍。

1.分段和重组：传输层将从应用层接收到的数据进行分段，并在接收端将分段的数据重组为原始数据。

分段和重组的目的是将应用层数据适应网络传输的需求，同时确保数据的完整性。

2.连接管理：传输层通过连接管理机制来建立和维护端到端的连接。

通常有两种连接方式，一种是面向连接的可靠传输，另一种是无连接的不可靠传输。

面向连接的可靠传输使用可靠的传输协议来确保数据的可靠传输，而无连接的不可靠传输则没有建立、维护和释放连接的过程。

3.流量控制：传输层通过流量控制机制来控制数据的发送速率，以避免接收方无法处理过多的数据而导致的数据丢失。

流量控制使得发送方根据接收方的处理能力来调整数据的发送速率。

4.拥塞控制：传输层通过拥塞控制机制来控制网络中的数据传输量，以避免过多的数据拥塞导致网络性能下降。

拥塞控制使得发送方根据网络的拥塞程度来调整数据的发送速率。

5.错误检测和纠正：传输层使用错误检测和纠正机制来检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误。

常见的错误检测和纠正机制包括校验和、循环冗余检测码（CRC）和前向纠错码（FEC）等。

1.端到端传输：传输层提供端到端的数据传输服务，即数据从发送方经过所有中间设备传送到接收方。

传输层协议在源和目的主机之间建立连接，并将数据分段传输，然后在目的主机上将分段的数据重新组装为原始数据。

2.透明性：传输层对上层应用程序是透明的，即应用程序不需要关心传输层的具体实现细节。

传输层提供了一种通用的接口，使得应用程序可以通过该接口来传输数据，而无需关心底层的物理网络细节。

3.可靠性：传输层提供可靠的数据传输服务，即保证数据的完整性和可靠性。

通过使用确认和重传机制，传输层可以检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误，确保数据的正确传输。

名词解释——运输层(传输层)运输层（传输层）是OSI参考模型中的第四层，主要功能是在网络上的两台主机之间建立逻辑连接，并将数据从一台主机传输到另一台主机。

它是负责传输数据包的一个重要协议层，也是网络应用层与网络互联层之间的桥梁。

运输层的主要功能有：传输控制服务，多路复用，流量控制，拥塞控制，连接管理，错误检测和纠正，拆分/合并报文等。

其中，传输控制服务是运输层最重要的功能，它主要负责在主机之间建立连接，保证报文的可靠传输，并且支持主机的多种服务质量。

多路复用是指在运输层使用一个端口号管理多个不同的传输连接，它可以实现在一个物理链路上同时传输多个传输连接。

多路复用主要有三种实现方式：端口号复用、IP地址复用和虚拟连接复用。

流量控制是指对网络上传输的数据流量进行控制，以避免网络中的拥塞，保证网络的稳定性。

常见的流量控制方法有基于套接字的流量控制、基于端口号的流量控制和基于IP地址的流量控制等。

拥塞控制是指在网络中通过限制网络上传输的数据包，以减少网络中的拥塞，保证网络的稳定性。

常见的拥塞控制方法有基于端口号的拥塞控制、基于IP地址的拥塞控制、基于TCP协议的拥塞控制和基于UDP协议的拥塞控制等。

连接管理是指在两台主机之间建立网络连接，并管理这些连接，以便实现数据传输。

连接管理主要包括连接状态管理、连接拆除管理和连接恢复管理等。

错误检测和纠正是指在网络中，运输层使用一定的技术来检测网络数据传输中的错误，并采取相应的措施来纠正错误。

常见的错误检测和纠正技术有CRC校验、纠错码、循环冗余校验等。

拆分/合并报文是指当报文过大时，运输层可以将报文拆分成若干小报文，然后分别传输，接收方收到后再进行报文合并；当报文过小时，运输层可以将若干小报文合并成一个报文，然后传输，接收方收到后再进行报文拆分。

运输层常见的协议有TCP、UDP、SCTP等，其中TCP是传输控制协议，它提供面向连接和可靠的传输服务，它主要负责主机之间的连接管理、流量控制、拥塞控制和错误检测和纠正等；UDP是用户数据报协议，它提供无连接的传输服务，它不提供可靠性服务，但是传输效率高；SCTP是流控制传输协议，它提供可靠的传输服务，主要用于多媒体传输。

传输层的工作原理
传输层是TCP/IP协议栈中的一层，它的主要作用是为上层提供端到端的数据传输服务，并保证数据传输的可靠性和完整性。

传输层的工作原理包括以下几个方面：
1. 传输层使用不同的协议实现不同的服务。

其中TCP协议提供面向连接的可靠数据传输，而UDP协议则提供无连接的不可靠数据传输。

2. 传输层通过端口号实现应用程序之间的区分。

每个应用程序都会使用一个指定的端口号进行数据传输。

3. 传输层的数据传输过程包括三个阶段：建立连接、传输数据和关闭连接。

在建立连接时，传输层使用握手协议进行通信。

在传输数据时，传输层负责将数据按序传送，并对传输过程中的错误进行监测和修正。

在关闭连接时，传输层使用拆除连接协议。

4. 传输层使用滑动窗口协议来控制数据传输速度和窗口大小。

滑动窗口协议可以动态调整窗口大小，从而提高数据传输的效率。

5. 传输层使用TCP/IP协议的校验和来保证数据传输的完整性。

每个数据包都包含一个校验和，接收方可以通过校验和来检测数据传输过程中是否发生了错误。

总的来说，传输层的工作原理是通过协议实现数据传输服务，并对传输过程中的错误进行监测和修正，从而实现可靠的数据传输。

传输层基本功能传输层是计算机网络体系结构中的一层，负责在源主机和目的主机之间提供可靠的数据传输服务。

它的基本功能主要包括连接建立、数据分割与重组、流量控制和拥塞控制。

一、连接建立传输层通过建立连接来确保数据的可靠传输。

在传输层中，常用的连接是面向连接的TCP（Transmission Control Protocol）连接。

TCP连接是一种可靠的、有序的、全双工的连接，它通过三次握手的方式在源主机和目的主机之间建立起连接。

首先，源主机向目的主机发送一个连接请求报文，目的主机收到请求后向源主机发送一个确认报文，最后源主机再向目的主机发送一个确认报文，完成连接的建立。

二、数据分割与重组传输层负责将应用层发送的数据分割成适合传输的报文段，并在目的主机上将接收到的报文段重新组装成完整的数据。

这是因为应用层发送的数据往往是大于网络传输的最大单元（MTU）的，因此传输层需要将数据进行分割，以便在网络中进行传输。

在接收端，传输层根据报文段的序号和确认号进行重组，确保数据的完整性。

三、流量控制传输层通过流量控制机制来控制发送方向接收方发送数据的速率，以保证接收方能够及时处理接收到的数据。

流量控制主要基于滑动窗口协议，发送方和接收方各自维护一个窗口，用来控制发送和接收的数据量。

发送方根据接收方返回的确认信息来调整发送数据的速率，以避免接收方因为处理不过来而丢弃数据。

四、拥塞控制拥塞控制是传输层的重要功能之一，它用来控制网络中的拥塞程度，避免过多的数据注入到网络中而导致网络性能下降。

拥塞控制采取的措施包括减少发送方的发送速率、丢弃一部分数据、延迟发送等。

传输层通过使用拥塞窗口来控制发送方的发送速率，当网络拥塞时，发送方会减小拥塞窗口的大小，以减少发送的数据量。

总结：传输层作为计算机网络体系结构中的一层，承担着连接建立、数据分割与重组、流量控制和拥塞控制等基本功能。

通过建立连接，传输层确保了数据的可靠传输；通过数据分割与重组，传输层实现了大数据的分割和重组；通过流量控制，传输层控制了发送方向接收方发送数据的速率；通过拥塞控制，传输层避免了网络拥塞导致的性能下降。