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1、1 2010, shusi. All rights reserved. Discover All Thats Possible On the Internet网络层回顾电子信息学院 严斌宇课程 QQ群： 719808162 2010, shusi. All rights reserved. 知识要点 1、网络层的基本功能 2、 ip协议的数据格式 3、 ip地址编址方式标准类别 子网掩码 CIDR 4、主机对子网内外的 ip地址分组转发流程 5、 ARP协议 6、路由协议 7、 ICMP、 NAT、私有 ip地址3 2010, shusi. All rights reserved. 例题 假设
2、某学生宿舍的网络配置为 211.83.114.0，255.255.254.0， 211.83.115.254，某寝室里的三台主机配置分别为： A， 211.83.114.15， 255.255.254.0， 211.83.115.254；B， 211.83.114.18， 255.255.255.0， 211.83.115.254；C， 211.83.115.11， 255.255.254.0， 211.83.115.254； 请回答： A和 C之间， B与 C之间互相传输文件，哪一个更快？为什么？4 2010, shusi. All rights reserved. 嗅探器的使用 见教师演示
3、 作业：安装 wireshark软件，捕获一些数据包（任意），然后在其中选择一个你能看懂的，截屏，保存到 word文档中，解释该数据包的结构。文档保存为 “张三 0842051234作业四 .doc，下周上课前发送到助教邮箱 。5 2010, shusi. All rights reserved. Discover All Thats Possible On the Internet第 7 章 运输层电子信息学院 严斌宇6 2010, shusi. All rights reserved. 第 7 章 运输层7.1 运输层协议概述7.2 TCP/IP 体系中的运输层7.2.1 运输层中的两个协
4、议7.2.2 端口的概念7.3 用户数据报协议 UDP 7.3.1 UDP 概述7.3.2 UDP 用户数据报的首部格式7 2010, shusi. All rights reserved. 第 7 章 运输层（续）7.4 传输控制协议 TCP 7.4.1 TCP 概述7.4.2 TCP 报文段的首部7.4.3 TCP 的数据编号与确认7.4.4 TCP 的流量控制与拥塞控制7.4.5 TCP 的重传机制7.4.6 采用随机早期丢弃 RED 进行拥塞控制7.4.7 TCP 的运输连接管理7.4.8 TCP 的有限状态机8 2010, shusi. All rights reserved. 7.
5、1 运输层协议概述 从通信和信息处理的角度看 ， 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的最低层 。物理层网络层运输层应用层数据链路层面向信息处理面向通信用户功能网络功能9 2010, shusi. All rights reserved. 运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信54321运输层提供应用进程 间的逻辑 通信主机 A 主机 B应用进程 应用进程路由器 1 路由器 2AP1 LAN2WANAP2AP3AP4IP 层LAN1AP1 AP2 AP4端口 端口 54321IP 协议的作用范围运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围A
6、P310 2010, shusi. All rights reserved. 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 。 运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 。 “ 运输层提供应用进程间的逻辑通信 ” 。 “ 逻辑通信 ” 的意思是：运输层之间的通信 好像 是沿水平方向传送数据 。 但事实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接 。11 2010, shusi. All rights reserved. 运输层协
7、议和网络层协议的主要区别应用进程 应用进程 IP 协议的作用范围（提供主机之间的逻辑通信）TCP 和 UDP 协议的作用范围（提供进程之间的逻辑通信）因 特 网12 2010, shusi. All rights reserved. 运输层的主要功能 运输层为 应用进程之间 提供端到端的逻辑通信（ 但网络层是为 主机之间 提供逻辑通信 ） 。 运输层还要对收到的报文进行差错检测 。 运输层需要有两种不同的运输协议 ， 即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP。13 2010, shusi. All rights reserved. 两种不同的运输协议 运输层向高层用户 屏蔽 了下面网络核心的细
8、节（如网络拓扑、所采用的路由选择协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。 当运输层采用面向连接的 TCP 协议时，尽管下面的网络是不可靠的（只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的 可靠信道 。 当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻辑通信信道是一条 不可靠信道 。14 2010, shusi. All rights reserved. 运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道？应用层运输层发送进程接收进程接收进程数据 数据全双工可靠信道数据 数据使用 TCP 协议 使用 UDP 协议不可靠信道 发送进程15 2010,
9、 shusi. All rights reserved. TCP/IP的运输层有两个不同的协议：(1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol)(2) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)7.2 TCP/IP 体系中的运输层7.2.1 运输层中的两个协议16 2010, shusi. All rights reserved. 两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作 运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。 TCP 传送 的协议数据 单元 是 TCP 报文段(s
10、egment) UDP 传送 的协议数据单元是 UDP 报文 或用户数据报 。TCP 与 UDP 17 2010, shusi. All rights reserved. TCP/IP 体系中的运输层协议TCPUDPIP应用层与各种网络接口运输层18 2010, shusi. All rights reserved. TCP 与 UDP UDP 在传送数据之前不需要先建立连接 。 对方的运输层在收到 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 。
11、 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 。19 2010, shusi. All rights reserved. 还要强调两点 运输层的 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 用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的 。 TCP 报文段是在运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运输
12、层是否建立了 TCP 连接 。20 2010, shusi. All rights reserved. 7.2.2 端口的概念 运行在计算机中的进程是用 进程标识符 来标志的。 在 因特网上使用的计算机的操作系统种类很多，而不同的操作系统又使用不同格式的进程标识符。 由于进程的创建和撤销都是动态的，发送方几乎无法识别其他机器上的进程。 为了 使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，就 必须用统一的方法 对 TCP/IP 体系的应用进程进行标志。21 2010, shusi. All rights reserved. 端口号 (protocol port number)简称为端口 (p
13、ort) 解决这个问题的方法就是在运输层使用 协议端口号(protocol port number)，或通常简称为 端口(port)。 虽然通信的终点是应用进程，但我们可以把端口想象是通信的终点，因为我们只要把要传送的报文交到目的主机的某一个合适的目的端口，剩下的工作（即最后交付目的进程）就由 TCP 来完成。22 2010, shusi. All rights reserved. 软件端口与硬件端口 在协议栈层间的抽象的协议端口是 软件端口 。 路由器或交换机上的端口是 硬件端口 。 硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，而软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。23 2010, shusi. All rights reserved. TCP 的端口 端口用一个 16 位端口号进行标志 。 端口号只具有 本地 意义 ， 即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程 。 在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的 。24 2010, shusi. All rights reserved. 三类端口 熟知端口 ，数值一般为 01023。 登记端口号 ，数值为 102449151，为没有熟知端口号的应用程序使用的。使
