為什么位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)才有運(yùn)輸層？

傳輸層為應(yīng)用層提供通信服務(wù)，應(yīng)用層屬于面向通信部分的最高層，用戶(hù)功能的最底層。傳輸層的功能是為相互通信的應(yīng)用程序進(jìn)程提供邏輯通信。對(duì)于應(yīng)用進(jìn)程的通信，通俗的說(shuō)法就是兩臺(tái)主機(jī)通信，也叫端到端通信。邏輯通信是指?jìng)鬏攲又g的通信可以看作是沒(méi)有物理連接的水平通信。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)邊緣部分的主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)核心部分進(jìn)行通信時(shí)，只有網(wǎng)絡(luò)邊緣部分的主機(jī)的協(xié)議棧有傳輸層，而網(wǎng)絡(luò)核心部分沒(méi)有，只使用接下來(lái)的三層:網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

一般來(lái)說(shuō)，傳輸層有兩個(gè)主要功能:

1、為應(yīng)用程序進(jìn)程提供端到端的邏輯通信

2、接收?qǐng)?bào)文錯(cuò)誤檢測(cè)。

5.1.2傳輸層的兩個(gè)主要協(xié)議

首先，什么是傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU？?jī)蓚€(gè)對(duì)等傳輸實(shí)體通信時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元。

1，面向連接的TCP:傳輸控制協(xié)議

只提供盡力而為的、可靠的和面向連接的服務(wù)，所以TPDU的報(bào)頭中的開(kāi)銷(xiāo)很大，并且占用了大量的處理器資源。邏輯信道是相當(dāng)全雙工和可靠的，但信道不是。;我不知道它通過(guò)哪些路由器，而路由器不知道。;我不知道傳輸層是否已經(jīng)建立了連接。傳輸?shù)腡PDU是TCP數(shù)據(jù)段。TCP不提供廣播和多播服務(wù)。

2、無(wú)連接UDP:用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議

傳輸數(shù)據(jù)之前不需要建立連接，邏輯信道是不可靠的信道。傳輸?shù)腡PDU是UDP消息。一方的傳輸層在收到UDP消息后不需要給另一方任何確認(rèn)。即便如此，有時(shí)UDP是最有效的工作。

5.1.3運(yùn)輸層端口

主機(jī)如何判斷數(shù)據(jù)包屬于哪個(gè)進(jìn)程？比如網(wǎng)頁(yè)，或者？使用進(jìn)程標(biāo)識(shí)符。

并且可以將端口想象成通信的端點(diǎn)。端口是傳輸層和應(yīng)用層之間的服務(wù)接口。傳輸層的復(fù)用和解復(fù)用功能只能通過(guò)端口實(shí)現(xiàn)。

軟件端口:協(xié)議棧之間的抽象協(xié)議端口，以及應(yīng)用層中各種協(xié)議進(jìn)程與傳輸實(shí)體交互的地址。

硬件端口:路由器和交換機(jī)上的端口，以及不同硬件設(shè)備之間的交互接口。

TCP端口用一個(gè)16位的端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)，這個(gè)端口號(hào)只有本地意義，只是為了標(biāo)記這臺(tái)電腦應(yīng)用層的進(jìn)程。

三種類(lèi)型的端口:

1、熟悉港口

2.注冊(cè)端口號(hào)

3、客戶(hù)端口號(hào)/短端口號(hào)

5.2用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

UDP概述

UDP在IP數(shù)據(jù)報(bào)中增加了端口功能和錯(cuò)誤檢測(cè)功能。;這就是全部。

主要特點(diǎn):

NUDP是無(wú)連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)前不需要建立連接。

NUDP使用盡力傳送，即不保證可靠的傳送，并且不使用擁塞控制。

UDP是面向消息的。UDP沒(méi)有擁塞控制，非常適合多媒體通信。要求。

NUDP支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多的交互通信。

nUDP的報(bào)頭開(kāi)銷(xiāo)很小，只有8個(gè)字節(jié)。

5.2.2UDP報(bào)頭格式

當(dāng)計(jì)算校驗(yàn)和時(shí),"偽標(biāo)題"和UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)臨時(shí)連接在一起。偽報(bào)頭僅用于計(jì)算校驗(yàn)和。

5.3傳輸控制協(xié)議TCP概述

TCPTCP的主要特性

1、面向連接(虛擬連接)

2.每個(gè)TCP連接只有兩個(gè)端點(diǎn)，并且是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和一對(duì)一的。

3.提供可靠的交付服務(wù)

4.提供全雙工服務(wù)。

5、面向字節(jié)流

TCP根據(jù)對(duì)方給定的窗口值和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度(UDP發(fā)送的消息長(zhǎng)度由應(yīng)用進(jìn)程給定)來(lái)決定一個(gè)消息段應(yīng)該包含多少字節(jié)，所以它不我不在乎應(yīng)用程序進(jìn)程一次向TCP緩存發(fā)送消息需要多長(zhǎng)時(shí)間。如果太長(zhǎng)，它會(huì)劃分?jǐn)?shù)據(jù)塊，重新發(fā)送。

TCP連接

TCP連接的端點(diǎn)不是主機(jī)，不是主機(jī)的IP地址，不是應(yīng)用進(jìn)程，也不是傳輸層的協(xié)議端口。TCP連接的端點(diǎn)稱(chēng)為套接字或套接字。

套接字是通過(guò)連接端口號(hào)和IP地址形成的。

每個(gè)TCP連接都由通信兩端的兩個(gè)端點(diǎn)(即兩個(gè)套接字)唯一確定。

5.4可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

5.4.1停止等待協(xié)議

這種可靠的傳輸協(xié)議通常被稱(chēng)為自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)。

ARQ表示重傳請(qǐng)求是自動(dòng)的。接收者不需要請(qǐng)求發(fā)送者重發(fā)錯(cuò)誤的分組。

停止等待協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是信道利用率太低。利用管道傳輸連續(xù)發(fā)送多個(gè)包，可以提高信道利用率。

5.4.2連續(xù)ARQ協(xié)議

滑動(dòng)窗口協(xié)議，圖(a)顯示了發(fā)送方維護(hù)的發(fā)送窗口。發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送五個(gè)包，每發(fā)送一個(gè)包都不用停下來(lái)等待對(duì)方的確認(rèn)。

因?yàn)樾诺郎峡偸怯胁婚g斷的數(shù)據(jù)傳輸，所以這種傳輸可以獲得較高的信道利用率。

接收端采用累積確認(rèn)，即不需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包逐一發(fā)送確認(rèn)，而是對(duì)按順序到達(dá)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送確認(rèn)，這意味著直到這個(gè)數(shù)據(jù)包的所有數(shù)據(jù)包都已被正確接收。

優(yōu)點(diǎn):易于實(shí)現(xiàn)，即使確認(rèn)丟失，也無(wú)需重發(fā)。

缺點(diǎn):接收方已經(jīng)正確接收到的所有數(shù)據(jù)包的信息無(wú)法反映給發(fā)送方。

Go-back-N:您需要再次返回以重新傳輸已經(jīng)發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)包。

例如，發(fā)送方發(fā)送了前五個(gè)數(shù)據(jù)包，中間的第三個(gè)數(shù)據(jù)包丟失。這時(shí)，接收器只有前兩個(gè)數(shù)據(jù)包可以被確認(rèn)。發(fā)送者可以Idon'我不知道最后三個(gè)數(shù)據(jù)包的位置，所以他必須再次重發(fā)所有最后三個(gè)數(shù)據(jù)包。

TCP可靠通信的具體實(shí)現(xiàn):

TCP連接在兩端都有兩個(gè)窗口:發(fā)送和接收。這四個(gè)端口都是動(dòng)態(tài)變化的。

TCP可靠傳輸機(jī)制由字節(jié)序列號(hào)控制，所有確認(rèn)都基于序列號(hào)而不是消息段。

TCP連接的往返時(shí)間RTT不固定。有必要使用特定的算法來(lái)估計(jì)合理的重傳時(shí)間。

5.5TCP數(shù)據(jù)段的報(bào)頭格式

源端口和目的端口字段中的——各為2個(gè)字節(jié)。端口是傳輸層和應(yīng)用層之間的服務(wù)接口。傳輸層的復(fù)用和解復(fù)用功能只能通過(guò)端口實(shí)現(xiàn)。

序列號(hào)字段——占用4個(gè)字節(jié)。TCP連接中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中的每個(gè)字節(jié)都有編號(hào)。序列號(hào)字段的值是指本段發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序列號(hào)。

確認(rèn)號(hào)字段——占用4個(gè)字節(jié)，這是預(yù)期從另一方接收的下一個(gè)消息段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。

數(shù)據(jù)偏移(即報(bào)頭長(zhǎng)度)——占用4位，表示TCP數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)起點(diǎn)距離TCP數(shù)據(jù)段的起點(diǎn)有多遠(yuǎn)。amp的單位"數(shù)據(jù)偏移"是一個(gè)32位字(按4個(gè)字節(jié)計(jì)算)。

檢查和——占2個(gè)字節(jié)。驗(yàn)證和字段驗(yàn)證的范圍包括表頭和數(shù)據(jù)。計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)，應(yīng)該在TCP數(shù)據(jù)段前面添加一個(gè)12字節(jié)的偽報(bào)頭。

選項(xiàng)字段的——長(zhǎng)度是可變的。TCP最初只指定了一個(gè)選項(xiàng)，即最大分段長(zhǎng)度MSS。MSS告訴TCP:"我的緩存可以接收的消息段數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度是MSS字節(jié)。"

MSS(MaximumSegmentSize)是TCP數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)字段加上TCP報(bào)頭等于整個(gè)TCP數(shù)據(jù)段。

5.6TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

5.6.1滑動(dòng)窗口(字節(jié))

5.6.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

5.6.3選擇確認(rèn)SACK。

5.7TCP流量控制

5.7.1使用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制。

流量控制是為了使發(fā)送者s發(fā)送速率不要太快，這樣接收方才能及時(shí)收到，網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)擁塞。

TCP對(duì)每個(gè)連接都有一個(gè)持久計(jì)時(shí)器。

只要TCP連接的一端從另一端收到零窗口通知，它就會(huì)啟動(dòng)持續(xù)計(jì)時(shí)器。

如果持續(xù)定時(shí)器設(shè)置的時(shí)間到期，則發(fā)送零窗口檢測(cè)消息段(僅攜帶1)。字節(jié)的數(shù)據(jù))，而對(duì)方在確認(rèn)這個(gè)探測(cè)段的時(shí)候給出了當(dāng)前的窗口值。

如果窗口仍然為零，接收該消息段的一方重置持續(xù)時(shí)間計(jì)時(shí)器。

如果窗口不為零，則可以打破死鎖。

5.7.1必須考慮傳輸效率。

如果網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)資源同時(shí)擁塞，網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)明顯惡化，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量會(huì)隨著輸入負(fù)載的增加而降低。

擁塞控制有一個(gè)前提，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

流量控制通常是指控制給定發(fā)送方和接收方之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)流量。

流量控制要做的就是抑制發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，讓接收方能夠及時(shí)接收。

5.8TCP擁塞控制

5.8.1擁塞控制的一般原則:開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。

5.8.2幾種擁塞控制方法

1、慢啟動(dòng)和擁塞避免

發(fā)件人s控制擁塞窗口的原理是，只要網(wǎng)絡(luò)不擁塞，擁塞窗口就會(huì)增大，以發(fā)送更多的數(shù)據(jù)包。但只要網(wǎng)絡(luò)擁塞，擁塞窗口就會(huì)縮小，以減少注入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。

2.快速重傳和快速恢復(fù)

5.9TCP傳輸連接管理

傳輸連接有三個(gè)階段:連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放。

TCP連接的建立

TCP連接由客戶(hù)端服務(wù)器建立。

使用三次握手建立TCP連接

TCP連接發(fā)布

您必須等待2MSL。

首先，為了確保A發(fā)送的最后一個(gè)ACK段能夠到達(dá)B..

第二，預(yù)防"無(wú)效的連接請(qǐng)求消息段"不會(huì)出現(xiàn)在這里。a.發(fā)送完最后一個(gè)ACK段后，需要2MSL才能使這個(gè)連接持續(xù)期間生成的所有段從網(wǎng)絡(luò)上消失。這樣，舊的連接請(qǐng)求消息段將不會(huì)出現(xiàn)在下一個(gè)新的連接中。

arq方法最基本的兩種方案？

反饋檢測(cè)方法

反饋檢測(cè)方法，也稱(chēng)為回聲檢查或"回聲報(bào)方法，主要用于面向字符的異步傳輸，如終端與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間的通信。這是一種不使用任何特殊代碼的錯(cuò)誤檢測(cè)方法。雙方傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，接收方將接收到的數(shù)據(jù)(可以是字符，也可以是幀)發(fā)回發(fā)送方，發(fā)送方檢查是否與原始數(shù)據(jù)完全一致。如果不是，發(fā)送方發(fā)送一個(gè)控制字符(如DEL)通知接收方刪除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，重新發(fā)送數(shù)據(jù)；如果是，則發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。該反饋檢測(cè)方法原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可靠性高。但是每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸兩次，信道利用率很低。一般在面向字符的異步傳輸中，信道效率不是主要因素，所以這種差錯(cuò)控制仍然被廣泛使用。