计算机网络05 传输层

传输层

功能：为相互通信的进程提供逻辑通信

OSI和DOD模型

传输层两个协议

• TCP传输控制协议
  需要将要传输的文件分段 传输 建立回话 可靠传输 流量控制
• UDP用户数据报协议
  一个数据包就能完成数据通信 不分段 不需要建立会话 不需要流量控制 不可靠传输

查看会话 netstat -n
查看会话来源 netstat -nb

传输层协议和应用层协议之间的关系

常见的应用层协议使用的端口

• http=TCP+80
• https=TCP+443
• RDP=TCP+3389 远程桌面
• ftp=TCP+21
• 共享文件夹=TCP+445
• SMTP=TCP+25
• POP3=TCP+110
• telnet=TCP+23
• SQL=TCP+1433
• DNS=UDP+53

服务和应用层协议之间的关系

• 服务使用TCP或UDP的端口真挺客户端请求
• 客户端使用IP地址定位服务器
  使用目标端口定位服务
• 可以再服务器网卡上设置只开放必要的端口
  实现服务器网络安全

如何查看服务侦听的端口

• netstat -an
• netstat -n 查看建立的会话
• netstat -nb 查看建立会话的进程
• telnet 192.168.80.100 1189 测试远程计算机某个端口是否打开

传输层的端口

• 协议号

  • TCP 6
  • UDP 17
  • IGMP 1

端口 0-65535

• 熟知端口 0-1023

• 登记端口 1024-49151

• 客户端端口 49152-65535

  netstat -n |find "ESTABLISHED"
  查询建立连接的端口

UDP主要特点

• UDP是无连接的，即发送数据前不需要简历连接
• UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，也不使用拥塞控制
• UDP是面向报文的
• UDP没有拥塞控制，适合多媒体通信的要求
• UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
• UDP的首部开销小，只有8个字节

用户数据宝协议 UDP

UDP的首部

TCP主要特点

• TCP是面向连接的传输层协议
• 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（一对一）
• TCP提供可靠交付的服务
• TCP提供全双工通信
• 面向字节流

将要传输的数据转换为字节流，按照顺序分块在缓存中存放

TCP如何实现可靠传输

上述机制被称为自动重传请求，ARQ

要想提高信道利用率，就要提升传输时间 TD

流水线传输

• 发送方可连续发送多个分组，不必没法玩一个分组就停顿下来等待对方确认
• 由于信道上一直有数据不间断地传送，这种传输方式可获得很高的信道利用率

累计确认

接受方一般采用累计确认的方式

• 优点：容易实现，信道利用率高
• 缺点：不能像发送方反应出接收方已经正确收到的所有分组的信息

TCP报文段的首部格式

• 固定部分（20字节）

  • 序号
    分段的数据包开头的第一个字节在字节流中排第几，序号就是几
  • 确认号
    让发送者下一个分段发送第n个字节
  • 数据偏移
    记录数据包从多少位开始有数据
    四位二进制，最大15
    一位代表4个字节
    最大60（固定20字节，所以可变长度最多40字节）
  • 记录
    • URG
      如果是1的话可以不排队，直接传输停止
    • ACK
      0的话确认号无效，1有效
    • SYN
      建立会话请求
    • PSH
      为1的话在接收端可以插队，直接放到最前
    • RST
      若为1，说明TCP会话发生了严重的错误，要中断
    • FIN
      传完要释放连接的时候FIN设为1
  • 窗口
    接受缓存的最大长度

• 可变部分

TCP具体如何实现可靠传输

1. 以字节为单位的滑动窗口技术
   

超时重传时间的选择

TCP没法送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到了但是还没有收到确认，就要重传这段报文

超时重传时间应率大于上面的出的加权平均往返时间RTTs

RFC2988推荐的α值为1/8
越小的话说明设置的越精确

TCP如何实现流量控制

TCP如何避免网络拥塞