2017-02-09 自顶向下：运输层概述、运输层和网络层的关系、多路复用与多路分解、UDP简介

2017-02-09 自顶向下：运输层概述、运输层和网络层的关系、多路复用与多路分解、UDP简介

逻辑通信（logic communication）、运输层报文段（segment）、尽力而为交付服务（best－effort delivery service）、不可靠服务（unreliable service）、多路复用（transport－layer multiplexing）、多路分解（demultiplexing）、靠数据传输（reliable data transfer）、拥塞控制（congestion control）、周知端口号（well－known port number）、源端口号字段（source port number field）、目的段口号字段（destination port number field）

第3章 运输层

    3.1 概述和运输层服务

        运输层协议为运行在不同主机上的应用进程之间提供了逻辑通信（logic communication）功能。从应用程序的角度看，通过逻辑通信，运行不同进程的主机好像直接相连一样。

        运输层协议是在端系统中而不是在路由器中实现的。在发送端，运输层将从发送应用程序接收到的报文转换成运输层分组，该分组称为运输层报文段（segment）。

        3.1.1 运输层和网络层的关系

            网络层提供了主机之间的逻辑通信，而运输层为运行在不同主机之间上的进程提供了逻辑通信。

        3.1.2 因特网运输层概述

            UDP／TCP位于运输层。IP即网际协议位于网络层。IP为主机之间提供了逻辑通信。IP的服务模型是尽力而为交付服务（best－effort delivery service）。这就意味着IP尽它“最大努力”在通信的主机之间交付报文段，但它并不做任何确保。不确保报文段的交付、不确保按序交付、不确保数据完整性。由于这些原因，IP被称为不可靠服务（unreliable service）。每台主机有一个IP地址。

            UDP与TCP最基本的职责是，将两个端系统间IP的交付服务扩展为运行在端系统上的两个进程之间的交付服务。将主机件交付扩展到进程间交付被称为运输层的多路复用（transport－layer multiplexing）与多路分解（demultiplexing）。

            进程到进程的数据交付和差错检查是两种最低限度的运输层服务，也是UDP所能提供的仅有的两种服务。

            TCP提供可靠数据传输（reliable data transfer）还提供拥塞控制（congestion control）。拥塞控制与其说是一种提供给使用它的应用程序的服务，不如说是一种提供给整个因特网的服务。

    3.2 多路复用与多路分解

        一个进程（作为网络应用的一部分）有一个或多个套接字（socket），它相当于从网络向进程传递数据和从进程向网络传递数据的门户。将运输层报文段中的数据交付到正确的套接字的工作称为多路分解（demultiplexing）。

        而在源主机中从不同套接字中收集数据块，并未每个数据块封装上首部信息从而生成报文段，然后将报文段传递到网络层，所有这些工作称为多路复用（multiplexing）。

        运输层多路复用要求：（1）套接字有唯一标识符；（2）每个报文段有特殊字段用来指示该报文段所要交付到的套接字。这些特殊的字段是源端口号字段（source port number field）和目的段口号字段（destination port number field）。

        端口号是一个16比特的数，其大小在0-65535之间。0-1023范围的端口号称为周知端口号（well－known port number），当我们开发一个新的应用程序时必须为其分配一个端口号。

        3.2.1 无连接的多路复用和多路分解

        3.2.2 面相连接的多路复用和多路分解

            TCP套接字是由一个四元组（源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号）来标识的。

        3.2.3 Web服务器与TCP

    3.3 无连接运输：UDP

        使用UDP时，在发送报文段之前，发送发和接收方的运输层实体之间没有握手。正因为如此，UDP被称为是无连接的。UDP的优点有：

            关于何时、发送什么数据的应用层控制更为精细。

            无需连接建立。

            无连接状态。

            分组首部开销小。    

        使用UDP的应用是可以实现可靠数据传输的。这可通过在应用程序自身中建立可靠性机制来完成。

        3.3.1 UDP报文段结构

            源端口号＋目的段口号＋长度＋检验和＋应用数据（报文）

 

        3.3.2 UDP检验和

            UDP检验和提供了差错检测功能。虽然UDP提供了差错检测，但它对差错恢复无能为力。