计算机网络第四层 运输层

一，运输层引入的目的

1，网络通信主体标识

网络通信的本质是运行的主机上的进程之间的通信

同一个主机上有多个进程在工作，进程如何加以区分标识（PID）---本地主机

网络上的主机需要一个统一的进程标识分配机制

逻辑端口的概念（端口）：一个整数值（16位）；0-65535

网络上中进程工作方式：C/S 对应的端口号码的分配也分为两大类；

服务类（静态的预先指定的）

1-1013（默认系统熟知的服务）

1023-45191（需要申请注册的服务  QQ4000,8000都是它所使用的端口）

客户类（随机的由本地操作系统自己管控）

端口：相当于进程在网络中的地址

IP+PORT(端口号) 构成了网络中唯一的通信端点：我们称之为端到端的通信

（Socket） （Socket） Protocol

网络主机怎么区分

2，网络通信可靠性保障

要保障无论发生什么情况，两个端点之间都能进行数据的有效传输（或者说，接收端一定能够收到发送端发来的数据）

二，运输层引入的协议

1，TCP协议（负责完成端到端的可靠传输）

2，UDP协议（负责完成端到端的数据传输）

三，可靠性工作的基本原理

可靠性保障可以放在体系结构中的任何一层（数据链路层，网络层）实现，但现代网络系统面向的是主机（独立自主的计算力）系统，可以将可靠性保障交由主机来完成，进而减轻通信子网的负担，使得通信子网专注于数据包的高效传输

1.停止等待协议（ARQ自动请求重传协议）

A给B发送数据，B需要给一个确认，

否认应答：A再发，

2.后退N帧重传（Go Back N ARQ）

3.选择重传协议

目的提高发送速率，不在采用发送一个数据帧就停下来等待确认的模式，而是可以连续发送多个数据帧后才停下来等待的模式

接收端：引入一个接收窗口的概念（即应当接收的数据帧及数据帧序号）；这类协议接收窗口大小为1

其中：连续发送多少个数据帧的个数称为  发送窗口

四.可靠传输的实现

1.可靠传输可以在任何层次上实现

2.可靠传输实现的基本原理

1）停止等待协议

2）后退N帧自动请求重传协议（接收窗口固定唯一，而TCP接收窗口不确定）

(1)发送窗口：没有得到确认的情况下，发送端可以连续发送分组的个数

(2)接收窗口：接收数据的个数以及包含能接受数据的序号

(3)工作协议

(4)窗口大小与序号关系

3）选择重传协议

（1）发送窗口

（2）接收窗口

（3）工作过程

（4）窗口大小与序号关系

五.TCP协议

回忆

一，TCP协议

1.协议特点

1）面向连接

2）可靠传输协议

3）面向字节流：对每个字节逐一进行编号

2.TCP连接管理

面向连接的意义

面向连接的工作流程

3.TCP协议的可靠实现及流量控制

1）滑动窗口  发送窗口  接收窗口

2）超时计时器

3）流量控制方法 ：接收端控制发送端

2）超时计时器

3）流量控制方法：接收端控制发送端

4）流量控制的实现过程：0窗口

5）TCP协议效率管理：糊涂窗口

4.TCP的拥塞控制

1）拥塞控制的概念：拥塞就是拥堵了（网络拥堵了），拥堵的原因？数据包太多了，导致网络吞吐量下降，网络时延增加；网络时延增加又进而加剧了网络数据包增多

 2）拥塞控制的手段方法

（1)核心方法：减少数据包数量

（2）具体实现：就根据不同情况，采用不同方法来减少数据包数量

（3）拥塞的主要表现就是时延的增加，为此，就围绕时延增加来进行数据包数量的调整

（4）数据包投放数量是由各主机的发送窗口大小决定的

（5）TCP又引入一个拥塞窗口的概念；拥塞发生时应该控制发送窗口的数量

结论：发送窗口的大小：min(拥塞窗口，接收窗口)

（6）拥塞控制算法：慢开始  拥塞避免 快重传  快恢复

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1.TCP协议的特点

1）运输层协议，提供的可靠的进程间数据传输保障协议

2）面向连接的协议，TCP协议在管理数据传输时首先要进行连接的建立

3）面向字节流的，TCP协议将待传输数据看做一个个字节构成的字节流，并且为每个字节进行编号处理

4）TCP协议支持全双工的通信，就是在发送数据同时可以接收数据，为此维护了2个缓冲区，发送缓冲区和接收缓冲区

5）由于是面向连接的，因此只能支持1:1的通信

2.TCP协议连接管理

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倒数第二节课

一，TCP的拥塞控制

1.核心方法：减少数据包的数量（尤其是新进入的数据包）

2.具体实现：根据不同情况，采用不同方法

3.拥塞主要表现：时延增加

4.拥塞窗口：拥塞发生时，能够发送数据包的个数

5.拥塞控制具体方法：

1）慢开始：设置门限值；门限值内，试探着向网络投入数据包，避免拥塞

2）拥塞避免：拥塞发生时，能够发送数据包的个数

3）快重传：当数据包未按序到达，导致重复确认增多，则立即重传该数据包，门限降为重复确认时拥塞窗口的一半，拥塞窗口同时调小

4）快恢复：发生超时时，立即急速的减少投入网络的数据包

二，TCP报文结构

三，UDP协议

1，UDP用户数据报协议

2，UDP协议特点

（1）无连接的，不可靠的运输层协议

（2）面向报文的

（3）可以支持1：n的通信