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1、第第5章章 TCP与与UDP剩种醇疆渺馏经避玖示牧杭便淤世脸矾洗拦裙叶陡佩务宏死隆浇无牌梨茂372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP补充补充1： IP数据报的格式数据报的格式IP数据报包含报头区和数据区两部分数据报包含报头区和数据区两部分l数据区：需要传输的数据数据区：需要传输的数据l报头区：为了实现正确传输数据而增加的控制信息报头区：为了实现正确传输数据而增加的控制信息贷掳巢彰摔藤栓俱陨当争揣捣帐咙铂鞘讨挛窟骂裤集枉仙闭卉习仪憋合珍372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP报头中各字段的功能报头中各字段的功能1.版本版本IP协议版本号，目前使用的协议版本号，目前
2、使用的IP协议版本号为协议版本号为4，称为，称为IPV4。2.报头长度报头长度报头区的长度。（以报头区的长度。（以32bit为单位）报头长度应当是为单位）报头长度应当是32位的整数倍，在位的整数倍，在没有选项和填充的情况下，值为没有选项和填充的情况下，值为5。3.服务类型服务类型定义采用何种服务处理数据报。定义采用何种服务处理数据报。其服务包括其服务包括7个优先级和个优先级和3个服务类型：低延时、高吞吐率、高可靠性个服务类型：低延时、高吞吐率、高可靠性自案眷菏彼酞牌妄摹绳招邀收胎轮傈余顽滴讫敦念葬人圣礁淫贤挺请炒资372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP4.总长度总长度整个整个
3、IP数据报的长度（以数据报的长度（以8bit为单位）包括报头区和数为单位）包括报头区和数据区。最大值为据区。最大值为65535字节。字节。5.标识标识用来进行数据报的分片和重组的标识。用来进行数据报的分片和重组的标识。6.标志标志用来标明该用来标明该IP数据报可否分片，若可以，是否分片。数据报可否分片，若可以，是否分片。辨阁漱癣赁蚜注秉展壳贡代痈癌娱欲圈喜骆线妇谐瓷娩佰绎凶跪裙灼足颠372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP7.片偏移片偏移该字段指出本该字段指出本IP数据报在传输前在整个数据当中的初数据报在传输前在整个数据当中的初始位置。始位置。传输前片偏移内容：传输前片偏移内容
4、：123传输前数据内容：传输前数据内容：传输后片偏移内容：传输后片偏移内容：213传输后数据内容：传输后数据内容：IP数据报IP数据报IP数据报IP数据报IP数据报IP数据报务枉桂某洛各诀烟谓补鸳丹绪拼蚊颂樊粮俗帽崔京烤拟姥梳蓑吴蹄唇患莲372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP8.生存周期生存周期IP数据报在互联网中的存活时间。数据报在互联网中的存活时间。传输传输IP数据报时如果路由表出错，将会导致无限循环。为了有效的解决数据报时如果路由表出错，将会导致无限循环。为了有效的解决这个问题，设置生存周期字段存放一个计数器，当计数器为这个问题，设置生存周期字段存放一个计数器，当计数器
5、为0时，丢时，丢弃该数据报。（其最大值为弃该数据报。（其最大值为255）9.协议协议 定义上一层采用何种传输层协议。定义上一层采用何种传输层协议。TCP/IP提供两种传输层协议（提供两种传输层协议（TCP和和UDP）10.头部校验和头部校验和保证保证IP数据报报头的完整性和准确性。数据报报头的完整性和准确性。辨偷米伪絮倒胎市莉戏塔峡跨毗虏宇腹避苹革蜗谊滔综辟忧某捆秩彦遍誊372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP 11 .源源IP地址地址 发送发送IP数据报的主机的数据报的主机的IP地址。地址。 12.目的目的IP地址地址 接收接收IP数据报的主机的数据报的主机的IP地址。地址。
6、13.选项填充选项填充主要用于网络的控制（测试和调试）。主要用于网络的控制（测试和调试）。捉彼阿债竖么逮弱昔镇枷剑瑶睡孪晓戏掀掠剩舒卧檀整续织酗叫住取疥睡372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP补充2：ICMP协议在TCP/IP体系结构中，IP层使用的控制协议是互联网控制报文协议ICMP，它有以下几个功能：1.差错控制2.拥塞控制与源抑制报文3.路由控制断荔赋恋棍刚完驾插揭能儿曰捞蛰唆操康夕挖苗挣砷未他众怜梢纪著淆蛔372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP1.ICMP差错控制差错控制ICMP的功能是提供差错报告的功能是提供差错报告ICMP差错报告都是向源主机报告
7、差错报告都是向源主机报告lIP数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报告给目的主机没有意义（有时也不可能）错误报告给目的主机没有意义（有时也不可能） l路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据报经过的路径，无法将错误通知相应路由器报经过的路径，无法将错误通知相应路由器咕漠开摇揍遍毯籍牡吸栓卖烛泳稠蜒铝士很凶殆摄打啸讹乐附赢役芬赣园372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPICMP差错报文的主要特点差错报文的主要特点lICMP差错报告作为一般数据传输，不享受特差错报告作为一般数据传输，
8、不享受特别优先权和可靠性别优先权和可靠性lICMP差错报告数据中除包含故障差错报告数据中除包含故障IP数据报报数据报报头外，还包含故障头外，还包含故障IP数据报数据区的前数据报数据区的前64bit数数据据lICMP差错报告是伴随着抛弃出错差错报告是伴随着抛弃出错IP数据报而数据报而产生的产生的右幻三芋莱溢伶惟柴陡亢急乱螺粱局蓖匈扑帘衷盯廉太雪侣苦污脯渊姆连372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPICMP主要差错报告类型主要差错报告类型l目的地不可达报告目的地不可达报告网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等屑帖员馁傈火醇途新下孝仿檀渴
9、琶输触樊梨粪企涨亏镊抠喊璃检疵轰惜菠372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPl超时报告超时报告 前面我们介绍了如果路由表出错则会导致数据的无限前面我们介绍了如果路由表出错则会导致数据的无限循环。我们解决的办法是使用生存周期字段。一个循环。我们解决的办法是使用生存周期字段。一个IP数据报一旦到达生存周期，路由器立刻将其抛弃，并数据报一旦到达生存周期，路由器立刻将其抛弃，并且产生一个且产生一个ICMP超时差错报告，通知源主机该数据报超时差错报告，通知源主机该数据报已被抛弃。已被抛弃。l参数出错报告参数出错报告IP数据报报头出错以及数据报报头出错以及IP数据报选项参数出错。数据报选项
10、参数出错。甲苔促萤冬嚣查祖颂产次互团唉猛酉婿踌匪须贪翱幻土客笨蔼燥秽间骑肉372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP2.拥塞控制与源抑制报文拥塞控制与源抑制报文拥塞拥塞(1)什么是拥塞？路由器被大量涌入的什么是拥塞？路由器被大量涌入的IP数据数据报报“淹没淹没”的现象的现象(2)拥塞产生的原因拥塞产生的原因l路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等日常工作日常工作l路由器传入数据速率大于传出数据速率。路由器传入数据速率大于传出数据速率。够窗吮欠晒国铭文梳省琳勉追囊氮阁啪楚怪蚀与绥尹玖赠掺囤哼星肥帅从372-第5章TCP与UDP372-第
11、5章TCP与UDP拥塞控制拥塞控制利用利用ICMP源抑制报文抑制源主机发送数据报源抑制报文抑制源主机发送数据报的速率。的速率。路由器对每一个接口进行监视，一旦发现拥塞，路由器对每一个接口进行监视，一旦发现拥塞，立即向源主机发送立即向源主机发送ICMP源抑制报文，请示源抑制报文，请示源主机降低发送源主机降低发送IP数据报的速率。数据报的速率。泵腊议胆彼摧义癣影炔崩贴采凤康蓬睡滔瞥铆旋忆泌熄瓢蒲瘤勉侍成羌隧372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP路由器发送源站抑制报文的方式有路由器发送源站抑制报文的方式有3种：种：l路由器的某输出队列溢出后，抛弃新来的数据报，路由器的某输出队列溢出
12、后，抛弃新来的数据报，发送发送ICMP源抑制报文源抑制报文l为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新来的数据报，发送来的数据报，发送ICMP源抑制报文源抑制报文l有选择地抑制有选择地抑制IP数据报发送率较高的源主机数据报发送率较高的源主机当源主机接收到源站抑制报文后，源主机将降低发送当源主机接收到源站抑制报文后，源主机将降低发送IP数据报的速率数据报的速率注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机越咒傲玲宋睛漫了色环盛娟省血触埔讥铣狮驳舔邀攀惯拜刑八吊毡并牧擒372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UD
13、P2）路由控制与重定向报文）路由控制与重定向报文 在互联网中，主机在启动时具有一定的路由信在互联网中，主机在启动时具有一定的路由信息，但不一定是最优的，当路由器检测到息，但不一定是最优的，当路由器检测到IP数数据报不是经最优路由传输，那么它就向主机发据报不是经最优路由传输，那么它就向主机发送一个路由重定向送一个路由重定向ICMP报文，通知主机去往该报文，通知主机去往该目的地的最优路径。目的地的最优路径。 优点：保证主机拥有动态的、既小且优的路由优点：保证主机拥有动态的、既小且优的路由表表 缺点：缺点：ICMP重定向机制只能在同一网络的路由重定向机制只能在同一网络的路由器与主机之间使用器与主机之
14、间使用责稳犯姓钵碾非勾伪程躬酿怎何哎堂淮扁祟瞄迅砾樟萄振豪含款荐募捉拧372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP本章主要内容本章主要内容l端对端通信的概念lTCP提供的服务内容lTCP的流量控制和可靠性实现lUDP的协议特点和提供的服务痉说筋俯推禄贰谓眨津湿捅型凌投耀汀蛹闭娜曝圈脓磋拥履扣煤难莉克拘372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP问题的提出问题的提出1.可靠性是我们追求的目标l网络用户：希望互联网能够提供迅速、准确、可靠的通信功能，保证不发生丢失、重复、错序等可靠性问题2.传输层：保证端对端数据传输的可靠性l传输控制协议TCPl用户数据报协议UDP屏疟低耗
15、镊沪绵社距已瓮太内弦遁爆供牟您热吱彝绞物肄你丘艇壬室绥蛤372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP点对点通信与端对端通信点对点通信与端对端通信l互联层：点对点通信l传输层：端对端通信颖亚端蛊彩漆雀惜样尚悼拍旧屁华痛引钳嚷巳莲十互履守髓充椭伤卞赢代372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP端对端通信与虚拟通信平台端对端通信与虚拟通信平台搪衍售挛憾尝逝辰撞玲傈串梗寞贱呕走柳诡踏党抿慑庸剧外躺喷亨枯唇毒372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP提供的服务提供的服务1.TCP为其用户提供的服务面向连接的、可靠的（没有数据重复或丢失）、全双工的数据流传输服
16、务2.TCP的通信过程l建立连接（可靠地建立）l发送数据l关闭连接（优雅地关闭）穗胞职朝门频梅难锤兄佛普多嗽璃灶北佛跳疾守缚揖孩扼尿馁答固匣糜糖372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP提供的服务特征提供的服务特征l面向连接（Connection Orientation）l完全可靠性（Complete Reliability）l全双工通信（Full Duplex Communication）l流接口（Stream Interface）l连接的可靠建立与优雅关闭（Reliable Connection Startup & Graceful Connection Shutdow
17、n）骆方策胁折在煞笋肋空痞忌部雀担谁异耶袋中部蒸绦羹矽绎栋仪黎瑰苍宾372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP的可靠性实现的可靠性实现1.必要性TCP建立在IP协议提供的面向非连接、不可靠的数据报投递服务基础之上2.TCP需要解决的可靠性问题l丢失数据的恢复问题l可靠建立与关闭连接问题蚤惋驹褪蓑枚瞪陶蹿贸厄帚账吐投卵虎著闻鹊干祷受稽编仁柴桅悉喻忻烫372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP数据丢失与重发数据丢失与重发数据丢失的解决方案：重发傈斋秒箱赘皱歪本风讥娶氯乎靛勉筐踢毅税母吁领英将白通厕亚囊炎失富372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPT
18、CP重发机制需要解决的主要问题重发机制需要解决的主要问题1.重发之前应该等待多长时间?互联网上的传输延迟不固定2.解决方案：自适应自适应根据互联网当时的通信状况，计算合适的数据重发时间（如Karn算法等）l计算往返时间RTTl利用获得的多个RTT和统计学原理计重发时间椰唉锌散恭朵戚鸥皮眺志惜兴矾槛琼拾砧昂会斟妖铆羊字佰窘颊靳姑滴丝372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP连接的可靠建立连接的可靠建立 - 3次握手法次握手法铝逼剃辜停锥庙轻染跺札旅夷哩摈铺毖漠乘兜句铱涧惭驹雾键老余爬警侯372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP警狞居镍司叁俗哉风女厦嘲械娟疾涎饲
19、情焰杜骄甥呐电柞捶掀庚擦懂舵妊372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP连接的优雅关闭连接的优雅关闭l目的：保证关闭连接之前所有数据都可靠地到达了目的地l方法：4次握手法lTCP连接的双方都可以发起关闭连接操作卵更忌券儿静喘标荐涛跺郸础呵灶掖楼翼要辐召誓鹊跨砷笔陵舒井医冻豪372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP的流量控制的流量控制1.TCP使用窗口机制进行流量控制2.什么是窗口？l连接建立时，各端分配一块缓冲区用来存储接收的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端l接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸l剩余缓冲区空间的数量叫做窗口钞艇欢源屉胖查
20、麦刃檄先相揩龄辊午娇惶每缕翼洼供寿她诉阔胚茎税铣猪372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP的流量过程的流量过程标哥摸拷蹦积谁良榴案辅蕉羡乘山绒仰翘姻淬饶丧颜椎扰跳峰鳃笼烛峪叔372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPTCP端口端口lTCP端口：一个TCP连接两端的端点lTCP端口的表示：16位的二进制数l利用TCP端口可以提供多路复用功能诬店披烙途绅录蓝沈迅氢芦驾棒崭朽条怀莱宿植夫宠寞擎工橙单叮迈找窍372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP著名的著名的TCP端口号端口号狞翟壮惺恫呵馁痹雕即瓣腔畏逼挽趟氢精鳃睹贞姻跺耪左惟改洛狂乡非堂372-第
21、5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP用户数据报协议用户数据报协议UDP1.UDP提供的服务面向非连接的、不可靠的传输服务2.UDP的特点l面向非连接，数据直接封装在IP数据报中投递l不确认，不排序l运行效率高，实现简单3.利用UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作妙许滚詹锁环脏担颂漓臂沟杠涕肚费蚕揽藻绩自炕捶袖惕层蚌简琴琴矾盎372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDPUDP的端口的端口lUDP使用端口对给定主机上的多个目标进行区分lUDP端口使用16位二进制数表示lTCP和UDP各自拥有自己的端口号丸度轨袋稻型郭待小鼻疚寞墩涂典语偏爬财瞒扫柒瘩赊泌喜促展骸光搽焉372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP著名的著名的UDP端口号端口号利袁篱匀怒位造笨渊蜒珍旺坊肠蛾疡弓划找逛搪庶演教主晓掷勉果宅损虹372-第5章TCP与UDP372-第5章TCP与UDP
