第 8 章 传输层课件

1、 计算机系 胡金初计 算 机 网 络计 算 机 网 络8 计算机系 胡金初计 算 机 网 第 8 章 传输层8.1 传输层的功能8.2 传输层的协议8.3 因特网上的协议8.4 计算机网络的性能第 8 章 传输层8.1 传输层的功能8.1.1 为高层协议提供服务8.1.2 服务质量（QoS）8.1.3 传输服务原语8.1 传输层的功能8.1 传输层的功能 8.1.1 为高层协议提供服务传输层的功能简单说就是在不可靠的通信子网上实现可靠的数据传输。 传输服务有两种：面向连接的传输无连接的传输服务 8.1 传输层的功能 8.1.1 为高层协议提供服务8.1 传输层的功能 8.1.2 服务质量（Qo

2、S）传输层服务质量的参数 连接建立延迟连接建立失败的概率吞吐率传输延迟残余误码率(安全)保护优先级恢复功能表 传输层服务质量的参数8.1 传输层的功能 8.1.2 服务质量（QoS）连接8.1 传输层的功能选项协商 (Option Negotiation) 8.1 传输层的功能选项协商 (Option Negoti8.1 传输层的功能 8.1.3 传输服务原语传输服务与网络服务间的区别：网络服务倾向于将实际网络提供的服务模型化 网络层服务和传输层服务的服务对象是不同的 原语含义LISTEN阻塞，直到某个过程试图连接CONNECT建立一个连接SEND发送信息RECEIVE阻塞，直到数据TPDU到

3、达DISCONNECTE该方希望释放连接表 简单传输服务的原语 8.1 传输层的功能 8.1.3 传输服务原语原语含义8.1 传输层的功能TPDU（Transport Protocol Data Unit）即传输协议数据单元，指从传输层发往另一传输层的报文。 8.1 传输层的功能TPDU（Transport Prot8.1 传输层的功能原语含义SOCKET创建一个新的通信端点BIND往套接字中附加本地地址LISTEN宣布愿意接受连接，给出队列大小ACCEPT阻塞呼叫者，直到连接尝试到达CONNECTE尝试建立连接SEND通过连接发送一些数据RECEIVE通过连接接收一些数据CLOSE释放连接表

4、 用于 TCP 中的套接字原语8.1 传输层的功能原语含义SOCKET创建一个新的通信端8.2 传输层的协议8.2.1 寻址8.2.2 连接建立8.2.3 连接释放8.2.4 流量控制8.2.5 多路复用8.2.6 崩溃恢复8.2 传输层的协议8.2 传输层的协议 8.2.1 寻址8.2 传输层的协议 8.2.1 寻址8.2 传输层的协议初始连接协议 UNIX 主机用于因特网的一种简化形式图 主机1 的用户进程如何与主机2 的定时服务器建立间接 8.2 传输层的协议初始连接协议 UNIX 主机用于因8.2 传输层的协议图 主机1 的用户进程如何与主机2 的定时服务器建立间接 8.2 传输层的协

5、议图 主机1 的用户进程如何与主机28.2 传输层的协议 8.2.2 连接建立 建立连接的过程是：发送传输实体发出传输连接请求的 TPDU，接受传输实体收到此 TPDU 后，发出确认连接请求的 TPDU。发送传输实体收到确认后传输连接就建立完毕，即两次握手。 TPDU含义CR传输连接请求，要求与对应的传输实体建立连接CC确认，对CR TPDU的确认DR释放连接，要求释放与对应的传输实体间的连接DC确认，对DR TPDU的确认DATA数据，要传输的数据ACK确认，对数据TPDU的确认REJECT拒绝，拒绝接收数据TPDU表 传输协议的 TPDU8.2 传输层的协议 8.2.2 连接建立TPDU含

6、义8.2 传输层的协议8.2 传输层的协议8.2 传输层的协议 三次握手建立连接 8.2 传输层的协议 三次握手建立连接 8.2 传输层的协议 三次握手建立连接（接上）图 三次握手建立连接实例8.2 传输层的协议 三次握手建立连接（接上）图 三次8.2 传输层的协议 8.2.3 连接释放释放连接的方式：非对称的 传输用户中任一方执行 DISCONNECT 原语即释放连接。 对称的 只有当连接双方都执行 DISCONNECT 原语后才释放连接。8.2 传输层的协议 8.2.3 连接释放8.2 传输层的协议图 连接释放的四种情况8.2 传输层的协议图 连接释放的四种情况8.2 传输层的协议 8.2

7、.4 流量控制8.2 传输层的协议 8.2.4 流量控制8.2 传输层的协议 动态缓冲区管理 实际上是一个可变大小的窗口。最初，发送方根据自己的需要申请一定数量的缓冲区。然后接收方尽可能的满足发送方的要求。发送方每发送一个TPDU，必须减少其缓冲区的数目，当减到0时，就停止发送数据。接收方则是从相反方向的数据传送中分别将确认和新的缓冲区数目捎带回去。 8.2 传输层的协议 动态缓冲区管理 实际上是一8.2 传输层的协议 8.2.5 多路复用 向上多路复用向下多路复用8.2 传输层的协议 8.2.5 多路复用向下多路复用8.2 传输层的协议 8.2.6 崩溃恢复崩溃恢复方法如果网络层提供数据报服

8、务，传输实体对丢失的TPDU留有副本，就会知道如何解决恢复问题。如果网络层提供的是面向连接的服务，那么处理虚电路突然中断的方法是建立一条新的虚电路，并重发远端机的传输实体未收到的 TPDU 。8.2 传输层的协议 8.2.6 崩溃恢复8.2 传输层的协议8.2 传输层的协议8.3 因特网上的协议8.3.1 TCP协议8.3.2 UDP协议8.3.3 实时传输协议8.3 因特网上的协议8.3 因特网上的协议 8.3.1 TCP协议 传输控制协议（TCP）之目的是在不可靠的网络层上提供可靠的端到端的通信。通过在发送方和接收方分别创建套接字的通信端点来获得 TCP 服务。 每个套接字有一个套接字序号

9、，它包含主机的 IP 地址以及一个主机本地的 16 位号码，即端口（端口是 TSAP 的 TCP 名称 ）。 8.3 因特网上的协议 8.3.1 TCP协议8.3 因特网上的协议TCP 数据段格式 8.3 因特网上的协议TCP 数据段格式 8.3 因特网上的协议伪 TCP 头 ( pseudoheader ) 8.3 因特网上的协议伪 TCP 头 ( pseudoh8.3 因特网上的协议TCP 连接和释放管理 8.3 因特网上的协议TCP 连接和释放管理 8.3 因特网上的协议8.3 因特网上的协议8.3 因特网上的协议TCP 数据传输策略 8.3 因特网上的协议TCP 数据传输策略 8.3

10、因特网上的协议TCP 拥塞控制 TCP 通过 动态控制滑动窗口的大小来解决拥塞现象。其拥塞控制算法需要三个参数：接收方窗口拥塞窗口临界值 8.3 因特网上的协议TCP 拥塞控制 8.3 因特网上的协议TCP 定时器管理TCP 使用了多个计时器来帮助完成传输的工作，其中最重要的一个是 重发定时器。 TCP 协议中还设置了持续定时器，用于防止出现死锁。 第三种定时器是“活跃”定时器。 最后一个 TCP 连接的定时器是和断开连接操作中的 TIMED WAIT 状态有关。 8.3 因特网上的协议TCP 定时器管理8.3 因特网上的协议 8.3.2 UDP 协议 UDP 是在 IP 的基础上增加一个短的

11、报头而得到的。它提供了一种发送封装的原始 IP 数据报的方法，并且发送时无需建立连接。 8.3 因特网上的协议 8.3.2 UDP 协议UDP8.3 因特网上的协议 8.3.3 实时传输协议RTP 提供的服务：数据的时间戳顺序号用户数据标识8.3 因特网上的协议 8.3.3 实时传输协议8.3 因特网上的协议RTP 的头部格式 8.3 因特网上的协议RTP 的头部格式 8.4 计算机网络的性能8.4.1 性能问题8.4.2 性能的测定8.4.3 性能的优化8.4.4 加快 TPDU 处理8.4 计算机网络的性能8.4 计算机网络的性能 8.4.1 性能问题导致性能问题的可能原因：一些性能问题（

12、如拥塞）可能是由于暂时的资源超载而引起的。网络性能的下降也可能是由于资源组织的不合理而造成的。 网络性能的下降还可能发生在拥有足够的可用资源的情况下，如果系统缺乏计算机之间的相互协调也会造成的。 参数设置得不恰当，其中包括多长时间设置为超时、发送数据捎带确认方式需要等待的时间和重发多少次定义为失败等等，都会引起网络性能下降。 8.4 计算机网络的性能 8.4.1 性能问题8.4 计算机网络的性能 8.4.2 性能的测定测定网络性能时的陷阱：确保测试样本足够多确保测试样本具有代表性 使用粗粒度时钟时要小心 确保在进行测试期间不会发生不可预知的事情 缓存机制可能会干扰测量结果 明确测量的目的 8.4 计算机网络的性能 8.4.2 性能的测定8.4 计算机网络的性能 8.4.3 性能的优化良好设计网络的一些规则：CPU 速度比网络的速度更重要 减少分组数以便减少软件的开销 使环境切换次数最少 使复制次数最少 使用更宽的带宽但不会降低延迟 避免拥塞的发生优于拥塞状态的恢复 避免使用过多的超时机制 8.4 计算机网络的性能 8.4.3 性能的优化8.4 计算机网络的性能 8.4.4 加快 TPDU 处理 正常情况 指计算机处于正常数据传输状态 (ES