传输层

为应用层提供通信服务

使用网络层的服务

传输层的功能：

1. 传输层提供进程和进程之间的逻辑通信
2. 复用和分用
3. 传输层对收到的报文进行差错检测
4. 传输层的两个协议

面向连接的传输控制协议TCP

传送数据之前必须建立连接，数据传送结束后要释放连接。不提供广播或多播服务。由于TCP要提供可靠的面向连接的传输服务，因此不可避免增加了许多开销：确认、流量控制、计时器及连接管理等。

可靠，面向连接，时延大，适用于大文件。

无连接的用户数据报协议UDP

传送数据之前不需要建立连接，收到UDP报文也不需要给出如何确认。

不可靠，无连接，时延小，适用于小文件。

传输层的寻址与端口

复用：应用层所有的应用进程都可以通过传输层再传输到网络层

分用：传输层从网络层收到数据后交付指明的应用进程

逻辑端口/软件端口

端口是传输层的SAP，标识主机中的应用进程

端口号只有本地意义，在因特网中不同计算机的相同端口是没有联系的

端口号长度为16bit，能表示65536个不同的端口号

在网络中采用发送方和接收方的套接字组合来识别端点，套接字唯一标识了网络中的一个主机和它上面的一个进程

套接字Socket=（主机IP地址，端口号）

UDP协议

UDP只在IP数据报服务之上增加了很少功能，即复用分用和差错检测功能

UDP的主要特点：

1. UDP是无连接的，减少开销和发送数据之前的时延
2. UDP使用最大努力交付，即不保证可靠交付
3. UDP是面向报文的，适合一次性传输少量数据的网络应用
4. UDP无拥塞控制，适合很多实时应用
5. UDP首部开销小，88，TCP20B

UDP首部格式

UDP校验

TCP协议的特点

1. TCP是面向连接（虚连接）的传输层协议

2. 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的

3. TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。可靠有序,不丢不重

4. TCP提供全双工通信

   发送缓存 准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据

   接收缓存 按序达到但尚未被接收应用程序读取的数据&不按序到达的数据

5. TCP面向字节流

   TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流

TCP报文段首部格式

TCP连接管理

TCP连接传输三个阶段：

连接建立-数据传送-连接释放

TCP连接的建立采用客户服务器方式，主动发起连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫服务器

假设运行在一台主机（客户）上的一个进程想与另一台主机（服务器）上的一个进程建立一条连接，客户应用进程首先通知客户TCP，他想建立一个与服务器上某个进程之间的连接，客户中的TCP会用以下步骤与服务器中的TCP建立一条TCP连接：

TCP的连接释放

参与一条TCP连接的两个进程中的任何一个都能终止该连接，连接结束后，主机中的“资源”（缓存和变量）将被释放

TCP可靠传输

可靠：保证接收方进程从缓存区读出的字节流与发送方发出的字节流是完全一样的

TCP实现可靠传输的进制

1. 校验 与UDP校验一样增加伪首部
2. 序号
3. 确认
4. 重传

TCP流量控制

流量控制：让发送方慢点，要让接收方来得及接收

TCP利用滑动窗口进制实现流量控制

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd（接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方），发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值，

TCP拥塞控制

出现拥塞的条件：

对资源需求的总和>可用资源

网络中有许多资源同时呈现供应不足->网络性能变坏->网络吞吐量将随输入负荷增大而下降

拥塞控制：

防止过多的数据注入到网络中

拥塞控制四种算法

慢开始 拥塞避免

快重传 快恢复

假定：

1. 数据单方向传送，而另一个方向只传送确认

2. 接收方总是有足够大的缓存空间，因而发送窗口大小取决于拥塞程度

   发送窗口=Min｛接收窗口rwnd，拥塞窗口cwnd｝

接收窗口：接收方根据接受缓存设置的值，并告知给发送方，反映接收方容量

拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映网络当前容量

慢开始和拥塞避免

快重传和快恢复