第2章 TCPIP与子网规划

.第二章TCP/IP与子网规划*

辽宁工程技术大学软件学院计算

2011年7月2日星期六机网络1

学习目标®

■描述TCP/IP协议与OSI参考模型

■描述TCP/IP协议栈各层次功能和原理

■描述IP地址分类和应用

■掌握子网地址规划二

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络

课程内容

TCP/IP协议

Q子网规划

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络3

TCP/IP协议栈和OSI参考模型*

OSI参考模型TCP/IP

7应用层应

6表示层用

层

5会话层

4传输层传输层

3网络层<・・・・网络层

2数据链路层数据链路层

</•_•_•_•_

1物理层物理层

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络4

TCP/IP协议栈

TTTP、Telnet.FTP、

应用层A提供应用程序网络接口

TFTP、etc

传输层TCP/UDP一建立端到端连接

ICMP

IPf寻址和路由选择

网络层ARP/RAR

ernet.802.3、PPP、

数据链路层f无差错地传输数据帧

HDLC>FR、etc

物理层接口和线缆f透明地传输比特流

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络5

TCP/IP协议数据封装

TELNETFTPSMTPTFTP

2320/212569

TCP/UDP

6/17

IPPACKETS

FRAMES

BITS

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络6

应用层e

■文件传输

Ftp、Tftp

■电子邮件服务

Smtp>Pop3

■网络管理

Sump、Telnet>Ping、Tracert

■网络服务

HHD、DNS、Wins

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络7

文件传输协议FTP(l)e

■FTP(FileTransferProtocol,文件传输协议)：使用

TCP协议在支持FTP的终端系统间执行文件传输，提

供可靠的面向连接的服务。适合于远距离、可靠性

较差的线路上传输。

■FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可

同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程

由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；

另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络8

文件传输协议FTP（2）e

■打开熟知端口（端口号为21）,使客户进程能够连接上。

■等待客户进程发出连接请求。

■若接收到客户进程的连接请求，则启动从属进程来

处理该请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕

后即终止（从属进程在运行期间根据需要还可能创建

其他一些子进程）。

■主进程回到等待状态，继续接受其他客户进程发来

的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络9

I,文件传输协议FTP(3)事

■控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户

发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控

制进程，但控制连接不用来传送文件。

■实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的

控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求

后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来

连接客户端和服务器端的数据传送进程。

■数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后

关闭“数据传送连接”并结束运行。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络10

文件传输协议FTP(4)

FTP使用的两个TCP连接

控制进程

数据传送

进程

服务器端

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络11

].文件传输协议FTP(5)*

■不同的端口号

■当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连

接服务器进程的熟知端口(21),同时还要告诉服务器进程自

己的另一个端口号，用于建立数据传送连接。

■接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口(20)与客户进

程所提供的端口号码建立数据传送连接。

■由于FTP使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制

连接不会发生混乱。

使用两个独立的连接的主要好处是

■使协议更加简单和更容易实现。

-在传输文件时还可以利用控制连接(伤I如，客户发送

请求终止传输)。◄

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络12

简单文件传输协议TFTP*

■TFTP是一个很小且易于实现的文件传送协议。使用

客户服务器方式和UDP数据报，因此TFTP需要有

自己的差错改正措施。

■TFTP的工作很像停止等待协议

■发送完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应

指明所确认的块编号。

■发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据

PDUo

■发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个

文件块，也要重发确认PDU。这样就可保证文件的

传送不致因某一个数据报的丢失而告失败。.

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络13

也子邮件e

■电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多的和最受用

户欢迎的一种应用。它不仅使用方便，而且还具有

传递迅速和费用低廉的优点。目前电子邮件不仅可

传送文字信息，而且还可附上声音和图像、动画。

■电子邮件的一些标准：

1982年制定出简单邮件传送协议SMTP(Simple

MailTransferProtocol)o

1993年提出了通用因特网邮件扩充MIME

(MultipurposeInternetMailExtensions)o

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络

运邮件）（发运邮件0（读取邮件）

SMTPSMTP（邮件POP3

艮务器服务舐

TCP连接（TCP连接）（TCP连接

（发送邮件）

用户曹箱（读取邮件）、、

SMTP

发送方（发送邮件）—XPOP3接收方

CfSMTP一次

因特网

用户代理

用户代理/

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

电子邮件系统最主要的组成构件

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络15

，电子邮件系统的组成构件.

■用户代理UA(UserAgent)

用户代理UA就是用户与邮件服务器的接口，功能是：撰写、

显示和处理邮件。

■邮件服务器

功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的

情况(已交付、被拒绝等)。工作方式：客户服务器方式。

邮件服务器需要使用两个不同的协议。

■SMTP协议用于发送邮件。

■邮局协议POP(PostOfficeProtocol)用于接收邮件。

一个邮件服务器既可以作为客户，也可以作为服务器

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络16

电子邮件的发送和接收过程

用

是送邮件)用

户

SMT匚不前/邮件户

代

»服务器服务器代

理

理

（TCP连接）

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。

用户代理把邮件传送给发送端邮件服务器。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络17

宜子邮件的发送和接收过程*

用

肉送邮件）用

SMTP/A[5^

户

邮件、户

代

»e艮务器代

服务器

理

理

（TCP连接）

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

（2）发送端邮件服务器修邮件放入邮件缓存队列中，等待发送。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络18

宜子邮件的发送和接收过程*

用

发送邮件)用

户

SMTP户

代

代

理

（TCP连接）理

连接请求

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

(3)运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程，发现在邮件

a缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的

SMTP服务器进程发起TCP连接的建立请求。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络19

宜子邮件的发送和接收过程*

用

［送邮件）用

户

SMTP/邮件、SMTP户

代

服务需代

理

（TCP连接）（TCP连接）理

（发送邮件）

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

（4）TCP连接建立后，SMTP客户进程开始向远程的SMTP服

一务器进程发送邮件。当所有的待发送邮件发完了，SMTP就关

电也闭所建立的TCP连接。

年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络20

包子邮件的发送和接收过程

用

［送邮件）（XiWfTj用

户

SMTP/邮件、SMTP户

代

服务器代

理

（TCP连接）（TCP连接）理

（发送邮件）

邮件服务器邮件服务器

（5）运行在接收端邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件

后，修邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时

1进行读取。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络21

宜子邮件的发送和接收过程«

用

送邮件）（发送邮件）（读取邮件）用

户

SM?/邮件、SMTP-POP3一户

代

服务器下全覆T'/务性（TCP原）代

理

理

（TCP连接）

（发送邮件）

邮件缓存发送端接收端

邮件服务器邮件服务器

（6）收信人收信时，调用用户代理，使用POP3（或IMAP）

a协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回

（如果邮箱中有来信的话）。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络22

]■电子邮件的组成和格式*

电子邮件的组成

■电子邮件由信封(envelope)和内容(content)两部分组

成。

■电子邮件的传输程序根据邮件信封上的信息来传送

邮件。用户在从自己的邮箱中读取邮件时才能见到

邮件的内容。

■在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。

电子邮件地址的格式

TCP/IP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格

式如下：

总收信人邮箱名@邮箱所在主机的域名.

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络23

I,简单邮件传送协议SMTP今

■SMTP所规定的就是在两个相互通信的SMTP进程

之间应如何交技信息。

■SMTP使用客户服务器方式，负责发送邮件的

SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的

SMTP进程就是SMTP服务器。

■SMTP通信的三个阶段

＞连接建立连接是在发送主机的SMTP客户进程和接

收主机的SMTP服务器进程之间建立的。SMTP不

使用中间的邮件服务器。

＞传送邮件

连接释放

象

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络24

邮件读取协议POP3

■邮局协议POP是一个非常简单、但功能有

限的邮件读取协议，现在使用的是它的第三

个版本POP3。

■POP也使用客户服务器的工作方式。

■在接收邮件的用户PC机中必须运行POP客

户程序，而在用户所连接的ISP的邮件服务

器中则运行POP服务器程序。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络25

网络管理e

■网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与

协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分

析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络

的一些需求，如实时运行性能，服务质量等。网络

管理常简称为网管。

■网络管理的基本原理

若要管理某个对象，就必然要给该对象添加一些软

件或硬件，但这种“添加”必须对原有对象的影响

尽量小些。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络26

■网络管理的一般模型♦

被管设备

被管设备

因特网

被管设备।被管设备

□

网卷协议

被管设备L

.一一一管理站网络

管理员

限——管理程序

（运行SNMP客户程序）

®——代理程序

（运行SNMP服务器程序）

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络27

I.网络管理模型的主要构件⑴・

■管理站也常称为网络运行中心NOC(Network

OperationsCenter)，是网络管理系统的核心。

■管理站(硬件)或管理程序(软件)都可称为管理

者(manager),不是指人而是指机器或软件。

■网络管理员(administrator)指的是人。大型网络往往

实行多级管理，因而有多个管理者，而一个管理者

一般只管理本地网络的设备。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络28

.网络管理模型的主要构件(2).

■代理程序

装备了SNMP的平台，如主机、网桥、路由器及集线器均可作

为代理者工作。代理者对来自管理站的信息请求和动作请求

进行应答，并随机地为管理站报告一些重要的意外事件。

■网管协议

管理站和代理者之间通过网络管理协议通信，网管协

议的主要能力：

Get:管理站读取代理者处对象的值；

Set:管理站设置代理者处对象的值；

Trap:代理者向管理站通报重要事件。)

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络29

简单网络管理协议SNMP赠

SNMP的指导思想

■SNMP最重要的指导思想就是要尽可能简单。

■SNMP的基本功能包括监视网络性能、检测分

析网络差错和配置网络设备等。

■在网络正常工作时，SNMP可实现统计、配置、

和测试等功能。当网络出故障时，可实现各种

差错检测和恢复功能。

■虽然SNMP是在TCP/IP基础上的网络管理协

议，但也可扩展到其他类型的网络设备上。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络30

远程登录协议TELNETe

■TELNET是一个简单的远程终端协议，也是因特网

的正式标准。

■用户用TELNET就可在其所在地通过TCP连接注

册（即登录）到远地的另一个主机上（使用主机名

或IP地址）。

■TELNET能将用户的击键传到远地主机，同时也能

I寻远地主机的输出通过TCP连接返回到用户屏幕。

这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显

TF器是直接连在远地主机上。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络31

、远程终端协议TELNETQ）备

TELNET使用网络虚才以终端NVT格式

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络32

j[网络虚拟终端NVT格式4

■客户软件把用户的击键和命令转换成NVT格式，

并送交服务器。

■服务器软件把收到的数据和命令，从NVT格式

转换成远地系统所需的格式。

■向用户返回数据时，服务器把远地系统的格式转

换为NVT格式，本地客户再从NVT格式转换

到本地系统所需的格式。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络33

Ping和Tracerte

■Ping:诊断网络设备是否正确连接。Ping支持两种网

络协议IP和IPX,缺省为IP。

ping命令的结果："requesttimedout”；显示响应报

文中数据字节数、报文序号、TTL和响应时间等。

■Tracert:基本功能与Ping相同。用于测试数据包从

发送主机到目的地所经过的网关，主要用于检查网

络连接是否可达，以及分析网络什么地方发生了故

障。

■使用方法：ping(tracert)IP地址

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络34

超文本传送协议HTTP(l)•

1.HTTP的操作过程

■为了使超文本的链接能够高效率地完成，需

要用HTTP协议来传送一切必须的信息。

■从层次的角度看，HTTP是面向事务的

(transaction-oriented)应用层协议，它是万维

网WWW(WorldWideWeb)上能够可靠地

交换文件(包括文本、声音、图像等各种多媒

体文件)的重要基础。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络35

万维网的工作过程

服务器

、■用户点击鼠标后所发生的事件*

⑴浏览器分析超链接指向页面的URL(Uniform

ResourceLocator,统一资源定位符)。

⑵浏览器向DNS(域名服务器)请求解析

的IP地址。

(3)域名系统DNS解析出清华大学服务器的IP地址。

(4)浏览器与服务器建立TCP连接

⑸浏览器发出取文件命令：

GET/chn/yxsz/index.htmo

(6)服务器给出响应，把文件index.htm发给浏览器。

(7)TCP连接释放。

(8)浏览器显示“清华大学院系设置”文件index.htm中

卜的所有文本。二

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络37

HTTP的主要特点

2.HTTP的主要特点

■HTTP是面向事务的客户服务器协议。

■HTTP协议本身也是无连接的，虽然它使用了

面向连接的TCP向上提供的服务。

■万维网浏览器就是一个HTTP客户，而在万维

网服务器等待HTTP请求的进程常称为HTTP

daemon,有的文献将它缩写为HTTPD。

■HTTPdaemon在收至［HTTP客户的请求后，

把所需的文件返回给HTTP客户。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络38

I,域名系统DNS/

■主要作用就是实现主机域名到IP地址的转换。

■因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并

使用分布式的域名系统DNS。

■因特网的域名系统DNS采用客户服务器方式。

■名字到IP地址的解析是由若干域名服务器程序完成

的。域名服务器程序在专设的节点上运行，运行该

程序的机器称为域名服务器。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络39

特网的域名结构•

■因特网采用了层次树状结构的命名方法。

■任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都

有一个惟一的层次结构的名字，即域名。

■域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用

点隔开：

…•三级域名.二级域名.顶级域名

■各分量分别代表不同级别的域名。

■域名只是一个逻辑的概念，并不反映计算机所

在的物理地点。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络40

顶级域名TLD(TopLevelDomain).

(1)国家顶级域名

如：.cn表示中国，.us表示美国，aik表示英国等。

(2)国际顶级域名：.into

(3)通用顶级域名：最早的顶级域名有

.com表示公司企业

.net表示网络服务机构

.org表示非赢利性组织

.edu表示教育机构

.gov表示政府部门(美国专用)

2.mil表示军事部门(美国专用)

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络41

土新的七个通用顶级域名.

■frm用于公司企业

■.shop用于销售公司和企业

■.web用于突出万维网活动的单位

■.arts用于突出文化、娱乐活动的单位

■・rec用于突出消遣、娱乐活动的单位

■.info用于提供信息服务的单位

■.nom用于个人

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络42

因特网的名字空间

>I树根I

顶级域名

...cooiJobizairocUet蕊eiugLv11iltin』k・・

cctv•••ibmHpmot

二级域名

•••hkjbjorgnetgove(ducomae

三级域名mailtsinghuapkufudansjtuseu

mailcsiietlJp•••

四级域名

授权域名服务器e

■因特网允许各个单位根据具体情况修本单位的域名

划分为若干个域名服务器管辖区(zone),并在各管

递归查询e

.edu顶级

顶级

域名服务器I|.com

edu——=J域名服务器

ab

因特网

3

本地域名服务器

本地域名服务器,

■授权域名服务器

授权域名服务器

w

④.

IP地址是什么？

本地域名服务器

m.xyz.com

授权域名服务器

t.y.abc.comQ

2011年7月2日星期六―口、工程技术大学软件学院计算机网络45

递归与迭代相结合的查询建

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络46

网际域名服务器*

■WINS(WindowsInternetNameServer,Windows网

际域名服务器)：将NetBIOS名称注册并解析为网络

上使用的IP地址。

■NetBIOS:网络基本输入/输出系统

该协议是由IBM公司开发，主要用于数十台计算机

的小型局域网。NetBIOS协议是一种在局域网上的程

序可以使用的应用程序编程接口(API),为程序提供

请求低级服务的统一命令集，作用是为了给局域网

提供网络以及其他特殊功能，几乎所有的局域网都

是在NetBIOS协议的基础上工作。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络47

BOOTP备

■全称BootstrapProtocol（自举协议或者引导协议），该

协议是一个基于UDP/IP的协议，它可以让无盘站从

一个中心服务器上获得IP地址，为局域网中的无盘

工作站分配动态IP地址，并不需要每个用户去设置

静态IP地址。使用BOOTP协议的时候，一般包括

BootstrapProtocolServer（自举协议服务器端）和

BootstrapProtocolClient（自举协议客户端）两部分。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络48

&BOOTP的应用.

■该协议主要用于有无盘工作站的局域网中，客户端

获取IP地址的过程如下：首先，由BOOTP启动代码

启动客户端，这个时候客户端还没有IP地址，使用

广播形式以IP地址向网络中发出IP地址查询要

求。接着，运行BOOTP协议的服务器接收到这个请

求，会根据请求中提供的MAC地址找到客户端，并

发送一个含有IP地址、服务器IP地址、网关等信息

的FOUND帧。最后，客户端会根据该FOUND帧来

通过专用TFTP服务器下载启动镜像文件，模拟成磁

盘启动。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络49

什么是无盘网络?一个网络中的

装硬盘而通网服器

，全部过络务

就是无盘网络这些工作站称

5被

省钱是无盘网络的一大优占而实际上无盘网络的最

优Q：

主要点是“管理和维护网络管理员的主要工作

就要保个网络能正常运行一个普通的有盘网

是例证一。

络如个网络实室如果网络中的工作站出了

，问一验，

什么题开不了机上不了网或者网络中的软件

需升，络、责，机整

要级这时网管理员要把每台器都调

好安，新软件负机器的硬盘都要新

装上的甚至售重

格式，化分区安装好，台也许过不了多久系

系统寺

统又被罢、生不小、心破坏是。又是繁琐的安装，调

试等彭响用户的正常受用，于、

。

辽宁工程技术大学软件学院计算机网络

50

2011年7月2日星期六

I,无盘网络、无盘工作站(2)事

■因此，一种新的网络结构：无盘网络出现了。无盘

网络的本意是为了降低工作站的成本，但主要却是

为了管理和维护的方便。无盘网络把工作站要用到

的操作系统的文件和软件文件都放到服务器上，系

统的管理和维护都在服务器上完成，软件升级只需

要配置一次，网络中的所有计算机就都能用上新软

件，这对网络管理员来说的确是福音。但无盘网络

配置比有盘网络配置麻烦。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络51

传输层协议概述

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络52

I,端到端数据通信的可靠性命

TCP通过以下机制来保证端到端的可靠通信：

♦确认机制

♦启动计时器

♦校验和

♦重新排序机制

♦流量控制----滑动窗口机制

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络53

传输层协议概述❷

■从通信和信息处理的角度看，传输层向它上面

的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分

的最高层，同时也是用户功能中的最低层。

厂-------------、

面向信息处理V

传输层的主要功能I「刊尸功目匕

■传输层为应用进程之间用叵亘基二L

端到端的逻辑通信的勘引络层胞枷1而石间提供逻

辑通信）。数据链路层＞网络功能

■传输层还要对收到的报关就当!1金加J

■传输层需要有两种不同的传输协议，即面向连接的

甚TCP和无连接的UDPO

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络54

专输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信备

应用进程应用进程

端口传输层提供应用进程间的逻辑通信端口5

4

3IP层3

22

1

主机A主机B

路由器1路由S2

APAP

、LAN1、LAN

AP

------------[P协议的作用范围----A-------

传输层协议TCP和UDP的作用范围一A

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络55

卜应用进程之间的通信*

■两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应

用进程互相通信。

■应用进程之间的通信又称为端到端的通信。

■传输层的一个很重要的功能就是复用和分用。

应用层不同进程的报文通过不同的端口向下交

到运输层，再往下就共用网络层提供的服务。

■“传输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻

辑通信”的意思是：传输层之间的通信好像是

沿水平方向传送数据。但事实上这两个传输层

之间并没有一条水平方向的物理连接。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络56

.TCP与UDP(1)*

TCP/IP的传输层有两个不同的协议：

(1)用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)

(2)传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)

■两个对等传输实体在通信时传送的数据单位叫作传输

协议数据单元TPDU(TransportProtocolDataUnit)

■TCP传送的数据单位是TCP报文段(segment)

■UDP传送的数据单位是UDP报文或用户数据报

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络57

.TCP与UDP(2)今

■UDP在传送数据之前不需要先建立连接。对

方的传输层在收到UDP报文后，不需要给出

任何确认。虽然UDP不提供可靠交付，但在

某些情况下UDP是一种最有效的工作方式。

■TCP则提供面向连接的服务。TCP不提供广

播或多播服务。由于TCP要提供可靠的、面

向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许

多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大

很多，还要占用许多的处理机资源。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络58

]■强调两点.

■传输层的UDP用户数据报与网际层的IP数据

报有很大区别。IP数据报要经过互连网中许多

路由器的存储转发，但UDP用户数据报是在

传输层端到端抽象的逻辑信道中传送的。

■TCP报文段是在传输层抽象的端到端逻辑信道

中传送，这种信道是可靠的全双工信道。但这

样的信道却不知道究竟经过了哪些路由器，而

这些路由器也根本不知道上面的传输层是否建

:立了TCP连接。

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络59

TCP/UDP报文格式

08162431

16位源端口16位目的端口

16位UDP长度16位UDP校验和

数据

UDP报文格式

08162431

16位源端口16位目的端口

32位序列号

U332S位而自认号

RSpY3

首部长度保留（6位）GKH1NZ16位窗口大小

16位TCP校验和16位紧急指针

选项

数据

TCP报文格式

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络60

UDP用户数据报的首部格式*

字节44112

源IP地址目的IP地址017UDP长度

字节122222

源端口目的端口报文长度,检验和

UDP用户数据报首部数据

发送在前_______

首部数据

V------------------------------IP数据报

2011年7月2日星期六辽宁工程技术大学软件学院计算机网络61

$UDP报文格式说明.

■源端口和目的端口：用来区分和标识源端设备和目

的端设备的应用进程。

■报文长度：UDP报文的长度。

■校验和：检验数据报在传输中是否出现差错。

■伪首部：在计算检验和时，临时把“伪首部”和

UDP用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计

算检验和。所以它既不向上递交也不向下传送。

■17:IP数据报首部中协议字段的值。网络层协议IP

使用特定的协议号(UDP17,TCP6)来表示和区分传

输层协议。

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传输控制协议TCP

发送端接收端

发送TCP报文段

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TCP报文格式

20字节的

固定首部

TCP寺艮文段TCP首部TCP数据部分

IP首部VIP数据部分

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各字段的含义⑴•

■源、目的端口各占2字节。端口是传输层与应用层的

服务接口。传输层的复用和分用功能都要通过端口

才能实现。

■序列号：占4字节。TCP连接中传送的数据流中每

一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是

本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。

■确认号：占4字节。上次已成功收到的数据的最后

一个字节序列号加L即期望收到对方的下一个报文

段的数据的第一个字节的序号。

■数据偏移（首部长度）：占4bit,它指出TCP寸艮文段

的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。

“数据偏移”的单位是4字节。

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各字段的含义(2)•

■保留字段：占6bit,保留为今后使用，但目前应置

为0o

■紧急比特URG:当URG=1时，表明紧急指针字

段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽

快传送(相当于高优先级的数据)。

■确认比特ACK:只有当ACK=1时确认序号字段

才有效。当ACK=0时，确认序号无效。

■推送比特PSH:接收端TCP收到推送比特置1的报

文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到

整个缓存都填满了后再向上交付。

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$各字段的含义(3).

■复位比特RST:当RST=1时，表明TCP连接中出

现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因)，必须释放

当前连接，然后再重新建立传输连接。

■同步比特SYN:同步比特SYN置为L就表示这是

一个连接请求或连接接受报文。当ACK=O时表明是

请求报文；当ACK=1时表明是连接接受报文。

■终止比特FIN:当FIN=1时，表明此报文段的发

送端的数据已发送完毕，并要求释放传输连接。

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$各字段的含义