第3章传输层详解
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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。
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。
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。
计算机网络传输层概述目录第1节运输层功能及协议概述 (1)1.1 运输层功能概述 (1)1.2 运输层的两个主要协议UDP和TCP (1)1.3 端口 (1)1.4 用户数据报协议UDP (2)1.4.1 UDP概述 (2)1.4.2 UDP报文 (2)1.5 传输控制协议TCP主要特点 (3)1.6 提供可靠传输的几种方法 (3)1.6.1 停止等待协议 (3)1.6.2 连续ARQ协议 (4)1.7 TCP报文格式 (4)1.8 连接及管理 (6)1.8.1 TCP连接建立 (6)1.8.2 TCP连接释放 (6)第1节运输层功能及协议概述1.1运输层功能概述传输层:向它上面的应用层提供通信服务,实现端到端的应答、分组排序和流量控制等功能。
运输层有复用和分用的功能,复用就是多个上层进程可同时使用下面传输层提供的服务,分用则是运输层把收到的信息分别交付给上层中相应的进程,在这一层,信息的传送单位是报文。
从通信和信息处理的角度看,,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。
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。
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。
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。
1.2运输层的两个主要协议UDP和TCP1.TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)功能和特点:用于在不可靠网络上提供可靠的端到端字节流传输服务,提供面向连接和可靠的服务,即在数据通信前需要先建立连接,通信双方采用三次握手协议建立双方的连接,在输送中维持连接,在数据传送中远程主机的运输层在收到TCP报文后需要及时给出已经收到哪些信息的确认,并在数据传送结束后要释放连接,能够提供可靠的交付,数据传输的单位是报文段(segment),不提供广播或多播服务,所以TCP工作时需要诸多额外开销,如确认,流量控制及连接管理等。
【知识详解】传输层详解(秋招总结)传输层详解⽬录1.传输层概述1.1 概述TCP⾪属于传输层,所以要⾸先明⽩传输层的作⽤是什么,传输层能够实现端到端的连接。
⽐如说我们⽤QQ与别⼈发信息,⽹络层能够将信息发送到对⽅的主机上,主机上使⽤什么协议来接受这个信息就由传输层来完成,所以传输层实现的是进程到进程间的连接。
传输层提供的是应⽤程序间的逻辑通信,也就是说它向⾼层(应⽤层)屏蔽了下⾯⽹络层的细节,使应⽤程序看起来好像是在传输层之间沿着⽔平⽅向传输数据,但事实上两者之间并没有这样⼀条实际的物理连接。
1.2 功能1.⽹络层提供了点到点的连接,⽽传输层提供了端到端的服务,也就是进程间的通信;2.⽹络层提供的是不可靠的连接,传输层能够实现可靠的传输;1.3 协议TCP(Transmission Control:Protocol) 传输控制协议UDP(User Datagram Protocol) ⽤户数据报协议1.4 传输层和应⽤层的关系1.4.1 端⼝TCP/IP传输层⽤⼀个16位端⼝号(0~65535)来标识⼀个端⼝,但是注意,端⼝号只具有本地意义,不同计算机的相同端⼝号没有关联,0⼀般不⽤,所以允许有65535个不同的端⼝号。
两个计算机的进程要实现通信,不仅必须知道对⽅的IP地址(为了找到对⽅的计算机),⽽且还要知道对⽅的端⼝号(为了找到对⽅计算机中的应⽤程序)问:怎么理解端⼝?在⽹络技术中,端⼝(Port)⼤致有两种意思:1.硬件端⼝,也就是设备间交互的接⼝,是物理意义上的端⼝,⽐如集线器,交换机等设备的接⼝;2.软件端⼝,指的是应⽤层的的进程和运输层进⾏层间交互的⼀种地址,是逻辑意义上的端⼝,⼀般指的是TCP/IP协议中的端⼝。
正是这种端⼝,所有传输层实现的是端到端的通信;在TCP/IP协议中,⽤"源IP地址、⽬的IP地址、源端⼝号、⽬的端⼝号、协议号"这五部分组成⼀个套接字,来标识⼀次通信;⼀个进程可以绑定多个端⼝号,因为⼀个进程可以有很多线程或者说是⼦进程等,这每⼀个都对应⼀个端⼝号,所以⼀个进程可以绑定多个端⼝号;但是⼀个端⼝号不可以被多个进程绑定,每⼀个端⼝号都与唯⼀的进程对应,if有多个了,那通信不就乱了套了吗;⼀个端⼝号⼀个进程,⼀个进程可以多个端⼝;端⼝号分类公认端⼝:0~1023,明确与某种服务绑定,⽐如各种协议;注册端⼝:1024~65535:松散的绑定⼀些服务,也就是有许多服务绑定这些端⼝。