計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第5章)課件(7-111-44520-3)-第2版

第5章運(yùn)輸層機(jī)械工業(yè)出版社ISBN978-7-111-44520-3本章學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求了解套接字的作用熟悉運(yùn)輸層復(fù)用與分解的基本概念服務(wù)質(zhì)量的基本概念掌握運(yùn)輸層協(xié)議基本功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和方法實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析方法用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP、傳輸控制協(xié)議TCP的基本內(nèi)容

5.1運(yùn)輸層概述5.1.1運(yùn)輸層提供的服務(wù)5.1.2運(yùn)輸層與相鄰層的關(guān)系5.1.3運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元5.1.1運(yùn)輸層提供的服務(wù)運(yùn)輸層為應(yīng)用層提供可靠的運(yùn)輸服務(wù)

運(yùn)輸層的位置在網(wǎng)絡(luò)邊緣，屬于端到端的層次運(yùn)輸層協(xié)議處在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的端系統(tǒng)之間，為應(yīng)用層提供可靠的端到端的通信和運(yùn)輸連接運(yùn)輸層為高層用戶屏蔽了通信子網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)核心）的細(xì)節(jié)運(yùn)輸層起著承上啟下的功用運(yùn)輸層除了要為應(yīng)用進(jìn)程提供復(fù)用和分用，還要為應(yīng)用報(bào)文提供差錯(cuò)檢測(cè)，包括:傳輸數(shù)據(jù)出錯(cuò)、傳輸數(shù)據(jù)丟失、應(yīng)答數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)、失序、超時(shí)等運(yùn)輸協(xié)議要為端系統(tǒng)提供流量控制，并對(duì)盡力交付的網(wǎng)絡(luò)提供擁塞控制等。還有連接建立與連接釋放、連接控制和序號(hào)設(shè)置等

運(yùn)輸協(xié)議的復(fù)雜程度和底層網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系圖中用高度表示協(xié)議的復(fù)雜程度?？煽闯鲈趹?yīng)用層和運(yùn)輸層的接口處，運(yùn)輸層必須為應(yīng)用層提供可靠的端到端運(yùn)輸服務(wù)若網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以提供很好的質(zhì)量，相應(yīng)的運(yùn)輸協(xié)議就可以很簡(jiǎn)單，反之若網(wǎng)絡(luò)服務(wù)很差，對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸協(xié)議就很復(fù)雜

5.1.2運(yùn)輸層與相鄰層的關(guān)系依據(jù)OSI對(duì)運(yùn)輸層抽象描述，運(yùn)輸層向應(yīng)用層提供運(yùn)輸服務(wù)的是運(yùn)輸實(shí)體，使用運(yùn)輸服務(wù)的是運(yùn)輸服務(wù)用戶運(yùn)輸服務(wù)用戶可以是應(yīng)用層中的各種應(yīng)用進(jìn)程，或是應(yīng)用層實(shí)體運(yùn)輸層中的兩個(gè)對(duì)等運(yùn)輸實(shí)體通過(guò)運(yùn)輸協(xié)議進(jìn)行通信，運(yùn)輸層提供的運(yùn)輸服務(wù)也使用了下面網(wǎng)絡(luò)層向上提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的作用范圍網(wǎng)絡(luò)層是為主機(jī)之間提供邏輯通信，運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信5.1.3運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元運(yùn)輸層服務(wù)質(zhì)量的參數(shù)有：⑴

連接建立延遲；⑵

連接建立失敗的概率；⑶

吞吐率；⑷

傳輸延遲；⑸

殘余誤碼率；⑹

安全保護(hù)；⑺

優(yōu)先級(jí)；⑻

恢復(fù)功能運(yùn)輸服務(wù)原語(yǔ)TPDU與分組、幀的嵌套運(yùn)輸服務(wù)原語(yǔ)用來(lái)描述運(yùn)輸用戶如何訪問(wèn)運(yùn)輸服務(wù)運(yùn)輸服務(wù)需要運(yùn)輸協(xié)議，即運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU來(lái)實(shí)現(xiàn)

5.2運(yùn)輸層協(xié)議的要素5.2.1網(wǎng)絡(luò)中的尋址5.2.2運(yùn)輸層的復(fù)用與分用5.2.3運(yùn)輸連接的建立與釋放5.2.4運(yùn)輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)的控制5.2.1網(wǎng)絡(luò)中的尋址網(wǎng)絡(luò)尋址是最重要的技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵

網(wǎng)絡(luò)中怎樣尋址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)（計(jì)算機(jī)設(shè)備）有網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)識(shí)在因特網(wǎng)中用IP地址作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)設(shè)備）的網(wǎng)絡(luò)接口的連接標(biāo)識(shí)這些連接標(biāo)識(shí)是一個(gè)邏輯地址，與計(jì)算機(jī)設(shè)備的物理地址相聯(lián)系采用連接標(biāo)識(shí)是為了尋址的方便在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中必須使用邏輯地址才有可能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的互連

網(wǎng)絡(luò)中的地址及層次對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中有四種地址：域名地址、端口地址、IP地址、物理地址。自頂向下依次與應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)應(yīng)

網(wǎng)絡(luò)地址的使用訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備，尋址最終要執(zhí)行物理地址，才能找到網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)主機(jī)的位置網(wǎng)絡(luò)地址之間的轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)中尋址時(shí)需進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，需要用到地址轉(zhuǎn)換（映射）協(xié)議域名地址通過(guò)域名服務(wù)器和域名解析協(xié)議(DNS)找到對(duì)應(yīng)的IP地址IP地址通過(guò)地址解析協(xié)議(ARP)找到對(duì)應(yīng)的物理地址IP地址與端口地址構(gòu)成套接字(Socket)，用于標(biāo)識(shí)不同的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)程5.2.2運(yùn)輸層的復(fù)用與分用運(yùn)輸層一個(gè)很重要的功能就是復(fù)用和分用（分解）源主機(jī)的應(yīng)用層的多個(gè)進(jìn)程通過(guò)應(yīng)用層和運(yùn)輸層之間的不同端口向下遞交到運(yùn)輸層再向下復(fù)用到網(wǎng)絡(luò)層，使用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)目的主機(jī)的運(yùn)輸層使用分用功能根據(jù)套接字標(biāo)識(shí)，通過(guò)不同的端口號(hào)把報(bào)文分別交付到相應(yīng)的應(yīng)用進(jìn)程

3個(gè)應(yīng)用進(jìn)程連接的復(fù)用和分用兩臺(tái)客戶機(jī)主機(jī)A、B，一臺(tái)服務(wù)器主機(jī)C，A有一個(gè)HTTP進(jìn)程與服務(wù)器連接，B有兩個(gè)HTTP進(jìn)程與服務(wù)器連接5.2.3運(yùn)輸連接的建立與釋放連接建立采用三次握手機(jī)制，連接釋放采用四次握手這里的一次握手其實(shí)講的是協(xié)議數(shù)據(jù)單元從通信的一方傳輸?shù)搅硪环?，之所以采用三次握手，原因是下層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是不可靠的連接釋放分為突然釋放和文雅釋放，無(wú)連接的服務(wù)使用突然釋放，面向連接的服務(wù)采用文雅釋放面向連接的連接建立和釋放狀態(tài)圖5.2.4運(yùn)輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)的控制連接控制與緩沖管理連接控制涉及到收發(fā)雙方的同步即接收方能夠來(lái)得及接收到達(dá)的數(shù)據(jù)單元，能夠區(qū)分所接收的協(xié)議數(shù)據(jù)單元的邊界

發(fā)送方和接收方都要有足夠的緩沖區(qū)存放協(xié)議數(shù)據(jù)單元網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要能夠建立相應(yīng)的緩沖區(qū)，分配和管理緩沖區(qū)的大小，并在連接釋放后立即釋放所占用的緩沖區(qū)差錯(cuò)控制、序號(hào)設(shè)置、超時(shí)機(jī)制5.3實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)5.3.1可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)的基本概念5.3.2滑動(dòng)窗口協(xié)議描述5.3.3理想的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議5.3.4停-等協(xié)議5.3.5回退N協(xié)議5.3.6選擇重傳協(xié)議5.3.73種可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的比較5.3.1可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)基本概念可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的目的是：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的可靠數(shù)據(jù)傳輸RDT（reliabilitydatatransfer）對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的描述可以通過(guò)滑動(dòng)窗口協(xié)議可以使用有限狀態(tài)機(jī)方法，描述協(xié)議狀態(tài)的變化和躍遷可以使用形式化方法也可以使用自然語(yǔ)言也可以使用圖形描述可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)模型和服務(wù)實(shí)現(xiàn)在具體實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪\(yùn)輸協(xié)議時(shí)，是通過(guò)軟件設(shè)計(jì)出函數(shù)、類(lèi)或過(guò)程，來(lái)描述可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議5.3.2滑動(dòng)窗口協(xié)議描述采用滑動(dòng)窗口協(xié)議SWP（slidewindowsProtocol）描述協(xié)議的執(zhí)行情況其實(shí)真正意義上的滑動(dòng)窗口在網(wǎng)絡(luò)中是不存在的采用滑動(dòng)窗口可以比較形象地反映出網(wǎng)絡(luò)中收、發(fā)雙方之間傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元時(shí)的流量控制、序號(hào)變化、以及協(xié)議機(jī)制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程給出直觀清晰的圖示，使得網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)更加方便、更便于理解滑動(dòng)窗口可以采用等分的圓表示，每一等分的圓與協(xié)議數(shù)據(jù)單元的序號(hào)對(duì)應(yīng)也可以采用水平的由帶序號(hào)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元順序排列的帶狀表示

連續(xù)ARQ協(xié)議(1)123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口

連續(xù)ARQ協(xié)議(2)123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口

連續(xù)ARQ協(xié)議(3)123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口5.3.3理想的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用的方法是先從理想網(wǎng)絡(luò)情況開(kāi)始假設(shè)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中：①不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)、不會(huì)丟失②能夠按序到達(dá)③接收方完全來(lái)得及接收到達(dá)的數(shù)據(jù)，不用進(jìn)行流量控制④也不用進(jìn)行擁塞控制

理想網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議當(dāng)然這種理想網(wǎng)絡(luò)是不存在的，之所以如此假設(shè)，是想從最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)入手，再逐步增加實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中會(huì)存在的、需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解決的問(wèn)題，最終設(shè)計(jì)出適用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

5.3.4停-等協(xié)議停-等（stop-wait）協(xié)議的基本思想是：在發(fā)送方每發(fā)送完一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元后，就停止發(fā)送等待接收方的確認(rèn)信息，并把所發(fā)送過(guò)的數(shù)據(jù)的副本保留下來(lái)若發(fā)送方從接收方收到的確認(rèn)信息的肯定的例如ACK，則發(fā)送方按順序接著發(fā)送下一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元若收到的反饋信息是否定的，例如NAK則發(fā)送方就重新發(fā)送上次發(fā)送過(guò)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元停-等協(xié)議符合數(shù)據(jù)雙向交替（半雙工）通信的模型

停-等協(xié)議PDU傳輸?shù)膸追N情況若接收方收到一個(gè)重復(fù)序號(hào)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，就可以判定其剛發(fā)送的確認(rèn)信息丟失。

若在給定的時(shí)間沒(méi)有收到確認(rèn)，就說(shuō)明出現(xiàn)丟失停-等協(xié)議工作原理圖停-等協(xié)議的算法：算法是解決問(wèn)題的步驟，依據(jù)算法可以很容易的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)算法的程序，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計(jì)

停-等協(xié)議效率的計(jì)算停-等協(xié)議的信道利用率U：U＝tf／tr＝tf／(tf＋tout)＝tf／(tf＋2tp)，若tf為8μs，tp為15ms，可以計(jì)算出U＝0.00027，可以看出停-等協(xié)議的信道效率很低5.3.5回退N協(xié)議累計(jì)確認(rèn)與捎帶確認(rèn)回退N協(xié)議的基本原理是：發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送落在發(fā)送窗口中多個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元然后停止發(fā)送，等待接收方的確認(rèn)這時(shí)發(fā)送窗口大于1

回退N協(xié)議分析可以將回退N協(xié)議的序號(hào)范圍劃分為四個(gè)部分5.3.6選擇重傳協(xié)議人們考慮是否可以讓接收方把所有收到的數(shù)據(jù)單元都接收下來(lái)，若發(fā)生差錯(cuò)，只重新傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)涉及到序號(hào)的數(shù)據(jù)單元，以提高傳輸效率減少不必要的重傳，這就是選擇重傳協(xié)議的基本思路

選擇重傳協(xié)議分析選擇重傳協(xié)議不成立的示例可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題是，傳送給接收方的ACK0—ACK6全部丟失了5.3.73種可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的比較停-等協(xié)議的兩個(gè)窗口的值均為1回退N協(xié)議需要滿足Wr＋Wt<＝2K，若不能滿足，則滑動(dòng)窗口協(xié)議不能成立對(duì)選擇重傳協(xié)議，接收窗口的值應(yīng)滿足Wr<＝2K／2，若大于此值，沒(méi)有什么用處

滑動(dòng)窗口協(xié)議講的是發(fā)送窗口在接收窗口的控制下滑動(dòng)，只有接收窗口向前滑動(dòng)，同時(shí)也向發(fā)送方發(fā)送了確認(rèn)信息后，發(fā)送窗口收到確認(rèn)信息后，才會(huì)向前滑動(dòng)

5.4擁塞控制5.4.1擁塞控制概述5.4.2與擁塞控制有關(guān)的因素5.4.3流量控制與擁塞控制5.4.4擁塞控制原理5.4.5網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制5.4.1擁塞控制概述擁塞是不可避免的，但擁塞是要控制的

在某段時(shí)間，如果在某一層協(xié)議的執(zhí)行過(guò)程中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的某一資源的需求超過(guò)了該資源所能夠提供的可用部分，則表明這一資源在該段時(shí)間產(chǎn)生了擁塞造成擁塞的4個(gè)主要原因出現(xiàn)資源擁塞的條件可用公式描述為：

∑對(duì)資源的需求＞∑可用資源5.4.2與擁塞控制有關(guān)的因素規(guī)模、最優(yōu)性、公平系數(shù)、健壯性容易實(shí)現(xiàn)、仿真結(jié)構(gòu)描述、節(jié)點(diǎn)傳輸模型5.4.3流量控制與擁塞控制流量控制是對(duì)一條通信路徑上的流量進(jìn)行控制，其目的是保證發(fā)送者的發(fā)送速度不超過(guò)接收者的接收速度流量控制只涉及一個(gè)發(fā)送者和一個(gè)接收者，涉及到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)流量控制是局部控制擁塞控制是對(duì)整個(gè)通信子網(wǎng)的流量進(jìn)行控制，其目的是保證通信子網(wǎng)的流量與資源相匹配，不出現(xiàn)系統(tǒng)性能惡化、甚至崩潰的局面涉及到網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)、路由器、交換機(jī)）擁塞控制是全局控制

對(duì)擁塞控制產(chǎn)生影響的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)策略擁塞控制涉及到的層次擁塞控制涉及到的層次有數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和運(yùn)輸層

5.4.4擁塞控制原理理論上說(shuō)，擁塞控制有兩類(lèi)方法：開(kāi)環(huán)控制；閉環(huán)控制

開(kāi)環(huán)的基本思想是：通過(guò)良好的設(shè)計(jì)，避免擁塞問(wèn)題的出現(xiàn)，力求網(wǎng)絡(luò)在工作時(shí)不會(huì)發(fā)生擁塞，事先將有關(guān)發(fā)生擁塞的因素考慮周到閉環(huán)是建立在反饋環(huán)路基礎(chǔ)上的方法，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常采用閉環(huán)控制方法。基本思想是：通過(guò)反饋控制，在工作過(guò)程中動(dòng)態(tài)控制擁塞

閉環(huán)控制和開(kāi)環(huán)控制目前常用的閉環(huán)擁塞控制方法

第一種是采用閉環(huán)反饋回路把擁塞信息反饋給源節(jié)點(diǎn)，調(diào)節(jié)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的速率第二種是在協(xié)議包中設(shè)計(jì)擁塞控制位或字段把擁塞控制信息放在協(xié)議字段中，協(xié)議包在傳輸過(guò)程中經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)知道網(wǎng)絡(luò)中的擁塞情況第三種是由網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)例如路由器周期地產(chǎn)生一些協(xié)議包，告知或詢(xún)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的擁塞情況

擁塞控制描述

為了清晰標(biāo)出理想擁塞控制、無(wú)擁塞控制和實(shí)際擁塞控制3個(gè)曲線，在圖中坐標(biāo)0處將3個(gè)曲線畫(huà)出一些間距擁塞控制所起的作用輸入負(fù)載吞吐量理想的擁塞控制實(shí)際的擁塞控制0死鎖（吞吐量=0）無(wú)擁塞控制擁塞輕度擁塞5.4.5網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制反壓反饋、隱式擁塞控制、顯式擁塞控制、連接接納控制(CAC)、基于許可證方法、通信量整形、負(fù)載丟棄、擁塞抑制PDU、基于窗口的擁塞控制、基于速率的流量控制、ATM網(wǎng)絡(luò)中基于速率的擁塞控制通信量整形連接接納控制CAC控制方法屬于開(kāi)環(huán)方法，也稱(chēng)為擁塞預(yù)防方法基于許可證方法，類(lèi)似于對(duì)教室里聽(tīng)課人數(shù)的限制通信量整形調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄俾省⑵骄復(fù)ㄐ帕客话l(fā)性

5.5因特網(wǎng)中的運(yùn)輸層協(xié)議5.5.1因特網(wǎng)運(yùn)輸層協(xié)議概述5.5.2運(yùn)輸層的端口5.5.1因特網(wǎng)運(yùn)輸層協(xié)議概述需要明白因特網(wǎng)運(yùn)輸層協(xié)議有兩個(gè)的原因TCP/IP協(xié)議簇的運(yùn)輸層協(xié)議滿足不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用TCP協(xié)議和UDP協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸層協(xié)議5.5.2運(yùn)輸層的端口端口在運(yùn)輸層與應(yīng)用層的接口處，在運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元TPDU中包含源端口號(hào)和目的端口號(hào)兩個(gè)字段依據(jù)OSI的描述，端口就是運(yùn)輸服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)TSAP運(yùn)輸層的端口號(hào)用于區(qū)分不同的應(yīng)用進(jìn)程

套接字的結(jié)構(gòu)UDP的端口號(hào)(PortNumbers)應(yīng)用進(jìn)程之間的聯(lián)系通過(guò)套接字IP地址與端口號(hào)的比較與聯(lián)系5.6用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議5.6.1UDP的特點(diǎn)與作用5.6.2UDP的協(xié)議格式5.6.3UDP的校驗(yàn)和5.6.1UDP的特點(diǎn)與作用UDP的特點(diǎn)與作用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP是TCP/IP協(xié)議簇中的無(wú)連接的運(yùn)輸層協(xié)議，只在IP數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)上增加很少的功能UDP協(xié)議提供了端口號(hào)字段，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用進(jìn)程的復(fù)用和分用UDP協(xié)議也提供了校驗(yàn)和計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)包括偽協(xié)議頭和UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的校驗(yàn)這里說(shuō)的偽協(xié)議頭，是講校驗(yàn)計(jì)算的范圍包括了網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)報(bào)的一部分內(nèi)容

UDP的位置5.6.2UDP的協(xié)議格式UDP的首部很簡(jiǎn)單只有8個(gè)字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)，由4個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)

用Ethereal查看到的UDP協(xié)議格式UDP協(xié)議首部的字段如下：1）源端口，指16位的源端口號(hào)2）目的端口號(hào)，指16位的目的端口號(hào)3）長(zhǎng)度，指UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度4）校驗(yàn)和，指將首部和數(shù)據(jù)部分一起檢驗(yàn)，也包含偽首部5.6.3UDP的校驗(yàn)和UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法比較特別在計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)要在UDP數(shù)據(jù)報(bào)之前增加12個(gè)字節(jié)的偽首部，所以稱(chēng)為偽首部是因?yàn)樗⒉皇荱DP真正的首部，只是在計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)使用偽首部臨時(shí)與UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)連接在一起，形成臨時(shí)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)，按照這個(gè)臨時(shí)的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)計(jì)算出校驗(yàn)和UDP的校驗(yàn)和是把首部和數(shù)據(jù)部分一起檢驗(yàn)偽首部的第1、2個(gè)字段涉及到網(wǎng)絡(luò)層IP分組中的IP地址字段內(nèi)容。原因有兩個(gè)：一是與應(yīng)用進(jìn)程聯(lián)系套接字包含兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，即端口號(hào)和IP地址二是UDP是無(wú)連接的，需要增強(qiáng)UDP的可靠性計(jì)算UDP校驗(yàn)和的例子UDP的復(fù)用和分用5.7傳輸控制協(xié)議（TCP）5.7.1TCP的功能描述5.7.2TCP報(bào)文段的格式5.7.3TCP連接與控制管理5.7.4TCP流量控制和擁塞控制5.7.5TCP的重傳機(jī)制5.7.1TCP的功能描述TCP協(xié)議的功能是屏蔽下面通信子網(wǎng)的差異TCP是最復(fù)雜的運(yùn)輸層協(xié)議這體現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議把復(fù)雜留在端系統(tǒng)，盡量使通信子網(wǎng)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)思想TCP協(xié)議采用字節(jié)流傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按字節(jié)編號(hào)由于采用雙向同時(shí)傳輸采用捎帶確認(rèn)和累計(jì)確認(rèn)，不用專(zhuān)門(mén)發(fā)送確認(rèn)報(bào)文段，提高了傳輸效率TCP協(xié)議支持超時(shí)機(jī)制用確認(rèn)和超時(shí)重傳確?？煽總鬏擳CP的位置TCP報(bào)文段傳輸?shù)倪^(guò)程TCP的流交付5.7.2TCP報(bào)文段的格式協(xié)議首部的固定部分有20個(gè)字節(jié)，首部中各字段的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了TCP協(xié)議的全部功能，協(xié)議首部的固定部分后面為選項(xiàng)部分，可以是4N個(gè)字節(jié)用Ethereal查看到的TCP協(xié)議格式TCP的控制位（Controlfield）5.7.3TCP連接與控制管理運(yùn)輸連接有三個(gè)階段：連接建立；數(shù)據(jù)傳輸；連接釋放TCP連接與控制管理確保運(yùn)輸連接過(guò)程能夠正常進(jìn)行

5.7.4TCP流量控制和擁塞控制TCP協(xié)議中的流量控制是通過(guò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的接收窗口字段該字段給出接收方的接收緩沖區(qū)當(dāng)前可用的字節(jié)數(shù)發(fā)送方可以發(fā)送報(bào)文段的字節(jié)數(shù)還與擁塞窗口有聯(lián)系，擁塞窗口是由發(fā)送方根據(jù)自己估計(jì)的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度設(shè)置的，是來(lái)自發(fā)送方的流量控制和擁塞控制在實(shí)際應(yīng)用時(shí)取兩個(gè)窗口中的最小值作為發(fā)送方可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)，滿足下面公式：

發(fā)送窗口上限值＝Min[rwnd,cwnd]TCP擁塞控制

1999年在RFC2581中給出了用于擁塞控制的4種算法：慢開(kāi)始；擁塞避免；快重傳；快恢復(fù)

TCP中采用的擁塞控制策略

擁塞避免算法的設(shè)計(jì)思路是擁塞窗口值超過(guò)閾值以后，按線性規(guī)律增加（加性增）擁塞窗口值，即每經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)延RTT，擁塞窗口增加一個(gè)MSS的大小，使擁塞窗口緩慢增大擁塞的判斷方法是發(fā)送方?jīng)]有按時(shí)收到ACK，或是收到了重復(fù)的ACK此時(shí)需要把慢速啟動(dòng)門(mén)限值快速下降（乘性減），設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)發(fā)送窗口值的一半然后把擁塞窗口值重新設(shè)置為1MSS，開(kāi)始新一輪的慢速啟動(dòng)算法

TCP慢啟動(dòng)、加法增、乘法減的擁塞控制過(guò)程TCP快重傳、快恢復(fù)的擁塞控制的過(guò)程5.7.5TCP的重傳機(jī)制若在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，發(fā)送方就要重傳數(shù)據(jù)單元TCP在每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段時(shí)，同時(shí)為該報(bào)文段設(shè)置一次計(jì)時(shí)器，即啟動(dòng)超時(shí)機(jī)制若在給定的時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)，就需要重傳該報(bào)文段超時(shí)控制的時(shí)間間隔值的設(shè)置是比較重要和復(fù)雜的問(wèn)題TCP的重傳機(jī)制采用自適應(yīng)算法

5.8網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量5.8.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量概述5.8.2調(diào)度和管制機(jī)制5.8.3綜合服務(wù)5.8.4區(qū)分服務(wù)5.8.5多協(xié)議標(biāo)記交換5.8.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量概述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量用于提供不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸QoS可以用基本的性能指標(biāo)描述例如帶寬（吞吐量）、時(shí)間延遲、抖動(dòng)、分組丟失、實(shí)用性、差錯(cuò)率、連接建立時(shí)間、故障檢測(cè)和改正時(shí)間等。QoS要實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬、延遲、抖動(dòng)、分組丟失的控制和管理，可以根據(jù)不同的服務(wù)策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)姆纸M區(qū)別對(duì)待，構(gòu)成區(qū)別服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，在相同類(lèi)型分組通過(guò)給定接口時(shí)，都提供同樣的處理QoS的綜合目標(biāo)就是：為網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)姆纸M提供可預(yù)測(cè)的服務(wù)層次

5.8.2調(diào)度和管制機(jī)制

“調(diào)度”是指排隊(duì)的規(guī)則

“管制”是指對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行管制的指標(biāo)有：平均速率；峰值速率；突發(fā)長(zhǎng)度。在控制隊(duì)列中的最大時(shí)延應(yīng)用中采用將漏桶機(jī)制與加權(quán)公平排隊(duì)結(jié)合的方法

5.8.3綜合服務(wù)IntServ（Integratedservice）的主要特點(diǎn)有兩個(gè)：資源（鏈路帶寬、緩存空間）預(yù)留，路由器需要知道不斷出現(xiàn)的會(huì)話已經(jīng)預(yù)留的資源情況呼叫建立，在源站到目的站之間經(jīng)過(guò)的每一個(gè)路由器預(yù)留足夠的資源IntServ在源端對(duì)傳輸?shù)姆纸M進(jìn)行處理，這種處理會(huì)在源端到目的端的路徑上維持實(shí)現(xiàn)端到端的QoS，需要分組傳輸路徑上的每一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器）都參與QoS工作

5.8.4區(qū)分服務(wù)D