《计算机网络》学习笔记（五）---运输层

一、运输层协议概述
运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最底层。网络层是为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。运输层有一个很重要功能——复用和分用，有两个运输协议——TCP和UDP。
软件接口是在协议栈层间的抽象协议接口
硬件接口是不同硬件设备进行交互的接口
运输层接口
1、服务器端使用的端口号（系统端口号）
（1）熟知端口号：数值为0~1023
（2）登记端口号：数值为1024~49151
2、客户端使用的端口号（短暂端口号）数值为49152~65535
二、用户数据协议UDP
UDP只在IP的数据报服务上增加了（1）复用和分用功能（2）差错检测功能
UDP的主要特点：
1、无连接的
2、尽最大努力交付
3、面向报文的
UDP的报文格式：


三、传输控制协议TCP（概述）
TCP的主要特点：
1、面向连接的
2、只能连接两端点（一对一）
3、提供可靠交付服务
4、提供全双工通信
5、面向字节流
套接字socket=（IP地址：端口号）
TCP链接：：={socket1，socket2}={（IP1：port1），（IP2：port2）}
TCP的报文格式：


四、传输控制协议TCP（传输、控制、管理）
可靠传输：
可靠传输是指：
（1）当出现差错时让发送方重传出现差错的数据
（2）在接收方来不及处理收到数据时，及时告诉发送方适当降低发送数据的速度
可靠传输——停止等待协议
无差错情况、超时重传：


确认丢失、确认迟到：


这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ
信道利用率U=T0/（T0+RTT+TA）：


可靠传输——连续ARQ协议
流水线传输：


滑动窗口协议：


可靠传输——实现
以字节为单位的滑动窗口：


发送窗口只是发送缓存的一部分，发送缓存用来暂时存放
（1）发送应用程序传送TCP准备发送的数据
（2）TCP已发出但尚未收到确认的数据
接收缓存用来暂时存放
（1）数据到达的，但尚未被接收应用程序读取的数据
（2）未按序到的数据


超时重传时间选择：
1、RTO=RTTs+4*RTTd
2、新的RTTs=（1-a）*（旧的RTTs）+a*（新的RTT样本）
3、新的RTTd=（1-b）*（旧的RTTd）+b*|RTTs - 新的RTT样本|
如果想只传送缺少的数据而不重传已正确到达接收方的数据，就得使用选择确认SACK，在TCP首部的选项中加上“允许SACK”的选项。
流量控制：
所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收：


拥塞控制：
所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不至于过载，拥塞控制是一个全局性的过程，相反，流量控制往往指点对点通信量的控制，是端到端的问题
拥塞控制的作用 ：


拥塞控制的方法（1）开环控制（2）闭环控制
1、慢开始
2、拥塞避免
3、快重传
4、快恢复






运输连接管理：
运输连接有三个阶段（1）连接建立（2）数据传输（3）连接释放
TCP的连接建立：


TCP的连接释放：


A在TIME-WAIT状态等2MSL时间的理由：
1、保证A发送的最后一个ACK报文能够到达B
2、防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中