计算机网络传输层

Posted 2020-11-22 christy99cc

计算机网络 传输层

这里面的二进制反码求和校验算法参考了：https://blog.csdn.net/dingmin1860/article/details/48268927

• ARQ 自动重发请求
• 连续ARQ协议

介绍

传输层是分界层次，以上是面向应用，以下是面向数据传输

根据用户的需求不同～

可靠，面向连接，TCP

不可靠，非面向连接，UDP。快，传输代价小。

端口

16位，0-65535

0-1023 保留的

1024-5000 临时的

通用端口号

FTP	21/TCP
DNS	53/UDP
HTTP	80/TCP
SMTP	25/TCP

为什么需要传输层

网络层已经提供传输服务，不可靠，会丢失分组。

需要端主机系统自己实现可靠传输。

几个概念

面向连接服务

无连接服务

可靠服务

反馈重发

传输层的两个协议

• 用户数据报协议 user datagram protocol
• 传输控制协议 transmission control protocol
• 传送的数据单位：报文

UDP

用户数据报协议 user datagram protocol

特点

1. 无连接
2. 传输单位是报文
3. 首部小
4. 不可靠

• 接收方不需要发送确认信息
• 不保证数据完整到达目的地
• 减轻网络的通信负担

UDP首部格式

源端口（16位）、目的端口（16）、校验和（16）、消息长度（16）、数据

端口号：16位，允许65535个不同的端口号

校验和：校验范围 UDP数据报头+报文主体+伪报头

消息长度：单位 字节，8字节的UDP头+数据部分，最大长度65535

UDP校验和

伪首部（12字节）

4（字节）	4	1	1	2
源IP地址	目的IP地址	0	17	UDP长度

校验和的计算范围：伪首部+UDP首部+数据

12（字节）	2	2	2	2
伪首部	源端口	目的端口	消息长度	校验和	数据

计算方法如IP校验和：二进制反码运算

UDP不仅检查了端口号，还检查了IP地址

TCP

传输控制协议 transmission control protocol

特点

面向连接

三次握手协议建立连接

在不稳定的IP网络上建立连接

客户端：主动打开网络连接，发送一个SNY分节，初始化序列号为x

服务器端：被动打开端口，发送SNY y，和ACK x+1

客户端：发送ACK y+1

可靠

反馈重发机制

三种策略

1. 停止等待方式

收到一个ACK才能发送下一个包

• 连续工作方式（取决于接收端有没有缓存）

1. 拉回方式（有累积确认ACK） go back n
2. 选择重发方式

ARQ机制：滑动窗口

计时器

发送方没有在规定时间内收到ACK，则认为超时并且重新发送该数据包。

存在问题：收到重复报文。

接收方可以通过报文序号来去除重复的分组。

连续ARQ协议

• 发送方一次可以发送多个分组
• 接收方一般采用累积确认的方式：对按序到达的最后一个分组发送确认

滑动窗口sliding windows

滑动窗口不仅可以实现连续ARQ协议，还可以进行流量控制（发送方和接收方的速度相匹配）

• 发送方只发送“发送窗口”内的数据
• 接收方只接收“接收窗口”内的数据

面向字节流

滑动窗口

按照字节数进行确认

持续计时器

只要TCP连接的一方A收到对方的零窗口通知，就会启动该持续计时器。

若计时器到期，A发送零窗口探测报文。对方收到后，给出现在的窗口值。

流量控制

发送方发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收（防止数据丢失），也不要使网络发生拥塞。

滑动窗口机制在TCP上可以实现流量控制（双方按照一致的速率发送数据）

拥塞控制

基本原理

某段时间内，需求超过资源所能提供的可用部分，网络的性能就会变坏。--->拥塞

解决思路

增加资源，减少需求

TCP拥塞控制

TCP首部格式

最小长度20字节

UDP vs. TCP

拥塞控制 vs. 流量控制

（列了大纲，会补充更新的～！）

二进制反码求和校验算法

参考：https://blog.csdn.net/dingmin1860/article/details/48268927

首先，IP、ICMP、UDP和TCP报文头都有检验和字段，大小都是16bit，算法基本上也是一样的。

在发送数据时，为了计算数据包的检验和。应该按如下步骤：

1、把校验和字段设置为0；

2、把需要校验的数据看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和；

3、把得到的结果存入校验和字段中

在接收数据时，计算数据包的检验和相对简单，按如下步骤：

1、把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和，包括校验和字段；

2、检查计算出的校验和的结果是否为0；

3、如果等于0，说明被整除，校验和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。