计算机网络---传输层

Posted 2020-12-01 1220x

传输层----管理端到端的通信连接

1、端口

使用端口(Port)来标记不同的网络进程

端口使用16位比特位表示(0~65535)

常用端口：

ftp----21    http---80     https---443    dns---53    telnet---23

 

2、各种协议

应用层：                 HTTP  FTP  SMTP   POP3  ...

传输层：                             TCP    UDP

网路层：                                     IP

网络接口层：                   Ethernet   PPP   ...

 

3、UDP协议详解

UDP：(User Datagram Protocol 用户数据报协议)；

UDP是一个简单协议；

数据报：应用层所传输过来的完整的数据，UDP协议不会对其进行合并、拆分，不做任何处理

UDP协议的长度由业务层传输的数据的长度决定

 

 

 

                                                              图：数据链路层数据帧的格式

 

3.1  UDP数据报格式

 

 

 16位源端口号：源机器使用网络的进程；16位目的端口号：目的机器使用网络的进程；16位UDP长度：UDP数据报的长度，这个长度包括了UDP数据，最小值为8（仅包括UDP首部）；16位UDP校验和：用于校验UDP在传输过程中是否发生错误。

 

3.2 UDP特点

UDP是无连接的协议：进行通信时，不需要提前简历连接；

UDP不能保证可靠的交付数据：“想发就发”，“无法保证数据在网络中是否丢失”；

UDP是面向报文传输的：应用层传输过来的数据报，UDP不会进行任何的处理；

UDP没有拥塞控制：无论网络是否拥塞，UDP都会把报文交付出去；

UDP的首部开销很小：首部--->源端口、目的端口、UDP长度、校验和，总共8个字节；

 

4、TCP协议详解

TCP：(Transmission Control Protocol)：传输控制协议；是计算机网络中非常复杂的一个协议；

 

 

 

3.1  TCP协议的特点：

TCP是面向连接的协议：通信前需要建立连接才可以；

TCP的连接有两端（点对点通信）；

TCP提供可靠的传输服务；

TCP协议提供全双工的通信；（全双工-----两端都可以同时的向对方发送数据，或者接受数据）

TCP是面向字节流的协议；（可能会对用户的数进行合并拆分）

 

3.2 TCP协议的头部 （首部）

 

 

 

（1）序号：0~2^32-1的范围；一个字节一个序号；数据首字节序号（TCP数据报文第一个字节的序号）

（2）确认号：0~2^32-1的范围；一个字节一个序号；期望收到的数据的首字节序号；（期望收到的下一个数据的首字节号）-----  确认号为N，则表示N-1序号的数据都已经收到。

（3）数据偏移：占4位，0~15，单位为32位字，每一个偏移都可以保证4个字节的偏移；数据偏移首部的距离；15*4  --- 最大偏移60个字节，所以TCP首部的长度为 20~60 个字节

（4）TCP标记：占6位，每一位各有不同的意义。 URG    ACK   PSH   RST   SYN   FIN

     URG：Urgent：紧急位，URG=1,表示紧急数据；

     ACK：Acknowledement：确认位，ACK=1，确认号才生效

     PSH：Push：推送为，PSH=1，尽快的把数据交付给应用层

     RST：Reset：重置位，RST=1，重新建立连接

     SYN：Synchronization：同步位，SYN=1 ，表示连接请求报文，同步连接的信息

     FIN：Fininsh：终止位，FIN=1，表示释放连接

（5）窗口：占16位：0~2^16-1；窗口指明允许对方发送的数据量；

（6）紧急指针：紧急数据（URG=1）;指定紧急数据在报文的位置

（7）TCP选项：最多40个字节；来支持未来的扩展

 

4、可靠传输的基本原理

（1）停止等待协议：

 

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　无差错情况

 

 

                                                                出差错的情况

发送方发送的数据丢失，接收方一直没有收到发送方的消息，一定时间之后发送方没有收到确认消息，发送方就会重新发送消息--------超时重传

 

 

接收方确认的数据丢失，发送方在一定时间内没有收到确认消息，还是会重新发送数据，---超时重传

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 超时重传

a.  发送的消息在路上丢失了；

b.  确认的消息在路上丢失了；

c.  确认的消息很久才到；

TCP协议的定时器（超时定时器）：每发送一个消息，都需要设置一个定时器，用来计算消息是否过期，消息是否正确发送给了对方

 

停止等待协议是最简单的可靠传输协议；停止等待协议对信道的利用效率不高；

 

（2）连续ARQ协议：（在停止等待协议的基础上进行改造的）

ARO( Aautomatic  Repeat reQuest：自动重传请求)

既然单个发送和确认效率低，可不可以批量发送和确认呢？

 

 

累计确认：只要收到了某一个消息的确认，那么这个消息之前的所有消息都已经收到了。减少了确认报文的数量，提高了效率。