沈鑫剡计算机网络技术及应用第8章传输层.ppt

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计算机网络技术及应用（第2版）,第八章,计算机教研室教授沈鑫剡,第8章传输层,本章主要内容传输层端口的概念用户数据报传输控制协议,第8章传输层,为什么需要传输层？

传输层实现哪些功能？

IP提供的服务终端间传输只对首部进行出错校验尽力而为（类似平信服务）,应用进程的要求进程间通信对数据实现差错控制传输过程实施拥塞控制,端口：

标识进程出错检验重传：

差错控制拥塞通知流量管制：

拥塞控制,第8章传输层,TCP/IP体系结构,8.1传输层端口的概念,IP地址是终端地址，只能惟一标识某个物理终端；但通信对象是进程，而且对于多任务系统，一个物理终端可以同时运行多个进程；因此，必须在IP地址的基础上增加用于标识进程的信息，它们就是端口；IP地址和端口一起（称为插口）唯一标识某个进程。

32位IP地址,16位端口号,48位插口,8.1传输层端口的概念,8.2用户数据报,本讲主要内容UDP报文格式；UDP用途。

一、UDP报文格式,UDP首部格式,16位，用于标识发送进程。

16位，用于标识接收进程。

16位，以字节为单位给出UDP报文长度。

16位，用于对包括数据的UDP报文进行检错。

UDP报文在IP分组的基础上，增加了源和目的端口号、检验和，因此可以解决发送进程和接收进程的标识问题，包括数据在内的UDP报文传输出错检验问题，但缺乏重传机制和拥塞控制机制。

二、UDP用途,假定语音信号的采样频率为8000Hz，每一个UDP报文包含32B，则丢失或传输出错一个UDP报文将造成4ms时间的语音信号损失。

接收端在开始播放语音信号时，对丢失或传输出错的UDP报文可以有两种处理方法：

跳过。

停止播放，等待发送端再次发送丢失或传输出错的UDP报文。

二、UDP用途,选择答案，并简要回答为什么？

（1）UDP和IP不同处是。

AUDP保证按序、可靠传输，IP不是BUDP需要建立连接，IP不需要CUDP根据网络拥塞状况动态调整发送窗口，IP不是DUDP设置标识主机进程的端口字段、并对UDP报文中的数据进行检错，IP没有,8.3传输控制协议,本讲主要内容TCP主要特点；TCP报文格式；TCP差错控制机制；TCP拥塞控制机制；TCP建立连接和释放连接的过程。

一、TCP的主要特点,面向连接；面向字节流和可靠传输；实施流量控制和拥塞控制。

TCP是一种具有差错控制和拥塞控制功能的传输层协议；为了实现重传，要有出错检验和丢失检测机制；为了实现拥塞控制，必须有拥塞通知机制和流量调节能力。

一、TCP的主要特点,一、TCP的主要特点,选择答案，并简要回答为什么？

（2）下述项不是TCP具有的功能。

A增加标识主机中进程的标识信息B保证端到端按序、可靠传输C绕开存在过载链路的传输路径D根据网络拥塞状态调整发送窗口,二、TCP报文格式,TCP分段过程,应用层数据作为字节流,每一字节都被编号，称为序号。

三、TCP差错控制机制,停止等待算法,检错和确认定时重发序号防止重复接收,效率问题！

三、TCP差错控制机制,连续ARQ,允许发送端在接收到确认应答前连续发送多组数据,三、TCP差错控制机制,确认应答过程,三、TCP差错控制机制,差错控制机制的要素是检错、确认应答和重传；发送端保留发送的数据报文，接收端对接收到的数据报文检错，如果没有错误，则发送确认应答，发送端在规定时间内接收不到确认应答，重发数据报文。

TCP采用连续ARQ传输机制；TCP用确认序号给出接收端已经成功接收的字节流；错序引发接收端重发确认序号与前一个相同的确认应答；传输时延抖动会引发错序。

什么情况算出错:

报文在传输过程中丢失，接收端没有接收到该报文；报文在传输过程中出错，接收端丢弃出错报文。

发送端如何得知报文传输出错，需要重发:

接收端没有接收到丢失的报文，当然不发送确认应答；接收端丢弃出错报文，也不发送确认应答。

因此，如果发送某个报文后，长时间没有接收到该报文的确认应答，说明该报文传输出错！

三、TCP差错控制机制,偶尔丢失TCP报文，导致接收端一直错序接收TCP报文，因而一直重发确认应答，导致发送端接收多个重复确认应答，当发送端连续接收三个重复确认应答，认为有报文丢失，重传丢失报文。

三、TCP差错控制机制,三、TCP差错控制机制,大量报文丢失，使得接收端无法接收即使是错序的报文，导致发送端无法连续接收三个重复确认应答，使重传定时器溢出。

发送端确定某个TCP报文传输出错，需要重发的依据是：

发送端每发送一个TCP报文后，启动重传定时器，如果直到重传定时器溢出，都没有收到确认应答，重发该报文，当然，重传定时器的时间需要大于往返时延；连续收到重复确认应答。

三、TCP差错控制机制,三、TCP差错控制机制,选择答案，并简要回答为什么？

（3）下述项是描述TCP差错控制机制的关键词。

A检错码、序号、确认应答和重传B端口、序号和窗口C流量控制、拥塞控制和拥塞窗口D慢启动、拥塞避免和慢启动阈值,拥塞是指经过某条链路的流量超出链路的传输能力，使得输出队列中等待输出的报文越来越多，以至于发生输出队列溢出，报文丢弃的情况；拥塞主要和信息流模式有关，提高转发结点的性能并不能消除拥塞。

四、TCP拥塞控制机制,流量控制取决于接收端的处理能力和网络状态；接收端的处理能力通过确认应答中的窗口字段告知发送端；如何确定网络发生拥塞？

在确定网络发生拥塞的情况下，如何确定流量？

发送端确定网络发生拥塞的依据是网络传输TCP报文过程中发生丢失报文的情况，这和重传条件是相同的，这意味着一旦发生重传，发送端需要调节发送流量。

四、TCP拥塞控制机制,拥塞控制机制在TCP连接刚建立时，发送端通过逐步增大拥塞窗口来探测网络能够承载的流量；当发送端检测到有TCP报文丢失时，立即向下调整拥塞窗口；由于检测到TCP报文丢失的方法有重传定时器溢出和连续接收到多个重复确认应答这两种，而且这两种方法所反映出的TCP报文丢失程度也不同，因此，发送端对应的向下调整拥塞窗口的方法也应不同。

四、TCP拥塞控制机制,发送端一开始发送报文时，如何确定流量，完全按照接收端的窗口值，还是选择更小的流量？

对未知的情况，总是摸着石头过河！

将流量控制在最小，确认网络没有拥塞后，逐渐加大流量，当然，加大过程或者达到接收端公告的窗口值，或者网络发生拥塞时停止，这种方法就是慢启动。

慢启动,四、TCP拥塞控制机制,慢启动,一开始发送1个TCP报文，收到确认应答后，发送2个报文，依此成倍增大，或达到接收端公告的窗口值，或发生报文丢失。

四、TCP拥塞控制机制,发送端通过重传定时器溢出或者连续接收到3个重复的确认应答检测到报文丢失，以此判定网络发生拥塞，开始流量控制；两种情况下的拥塞程度不同，流量控制的方式也不同；重传定时器溢出表明拥塞严重，返回到慢启动方式，以此减少流量，但指数增加的阈值不是接收端的窗口值，而是检测到拥塞时的流量的一半，接下来进入缓慢增长阶段；连续接收到重复的确认应答，拥塞不是非常严重，进入快速恢复机制，流量减少程度没有慢启动那样激烈。

流量控制,四、TCP拥塞控制机制,快速恢复机制,流量减少到发生拥塞时的一半，然后，每经过往返时延，增加一个TCP报文的流量，直到到达接收端的窗口值或再次发生拥塞。

四、TCP拥塞控制机制,四、TCP拥塞控制机制,选择答案，并简要回答为什么？

（4）下述项是描述TCP拥塞控制机制的关键词。

A检错码、确认应答和重传B端口、序号和窗口CTCP报文重传、重传原因判别和拥塞窗口调整D慢启动、拥塞避免和慢启动阈值,四、TCP拥塞控制机制,选择答案，并简要回答为什么？

（5）TCP拥塞控制机制实施前提是。

ATCP报文发生差错的主要原因是网络发生拥塞BTCP报文无法可靠传输C传输网络常因为传输过程出错丢弃对应的链路层帧D不对IP分组中的数据进行检错,五、TCP建立连接和释放连接过程,TCP连接建立过程主要作用：

一是使双方就绪。

二是协调双方的初始序号。

三是协调双方的初始窗口值。

TCP建立连接过程,TCP连接用于双向通信，因此，任何一方一旦完成数据发送，都需启动连接释放过程。

发起连接释放过程的一方发送FIN=1的TCP报文，另一方以确认应答作为响应。

五、TCP建立连接和释放连接过程,TCP释放连接过程,小结,应用层需要,IP提供的服务,差距,传输层,标识进程出错检验,标识进程差错控制拥塞控制,