傳輸層的基本理論和基本機制

2021-10-04 01:31:46 字數 2893 閱讀 9053

多路復用和多路分用:

從主機3來的p4程序要正確傳輸到主機2的p2程序,從主機1老的p3程序要正確傳輸到主機2的p1程序,socket是應用層和傳輸層之間的乙個門。

奪路分用如何工作:

主機接收到ip資料報:

1.每個資料報攜帶源ip位址和目的ip位址

2.每個資料報攜帶乙個傳輸層的段(segment)

3.每個段攜帶源埠號和目的埠號

主機收到segment,傳輸層協議提取ip位址和埠號資訊,將segment導向相應的socket

無連線的多路分用,udp:

1.利用埠號建立socket,udp的socket用二元組標識(目的ip位址,目的埠號)

主機收到udp段後:檢查段中的目的埠號,把udp段導向繫結在該埠號的socket

來自不通源ip位址和/或源埠號的ip資料報被導向同乙個socket(只要目的埠號一致)

sp:源埠號 dp:目的埠號

面向連線的多路分用,tcp:

tcp的socket用四元組標識:源ip位址,源埠號,目的ip位址,目的埠號

接收端利用所有的四個值把segment導向適合的socket,伺服器可能同時支援多個tcp的socket,每個socket用自己的四元組標識。web伺服器為每個客戶端開不同的socket

udp協議的細節:是乙個比較簡單的協議

基於internet ip協議:復用/分用,簡單錯誤校驗(傳送方會計算校驗核,接收方會進行比對,判斷錯誤有沒有發生)

由於ip本身就是best effort服務,所有udp段可能丟失資料或者非順序到達

*無連線:udp傳送方和接收方之間不需要握手,每個udp段的處理對立於其他段

udp存在的價值:不用建立連線(減少延遲),實現簡單(無需維護連線的狀態),頭部開銷少(8個位元組),沒有擁塞控制(應用可更好地控制傳送時間和速率)

常用於流**應用:容忍丟失,速率敏感 。還用於dns,snmp

在udp上實現可卡資料傳輸:在應用層增加可靠性機制,應用特定的錯誤恢復機制

udp檢驗和:

目的:檢測udp段在傳輸中是否發生錯誤(如位翻轉)

傳送方:

*把段的內容視為16-bit整數

*校驗和計算:計算所有整數的和,僅為加在和的後面,把得到的值按位取反,得到校驗和

*傳送方將校驗和放入校驗和字段

接收方:

*計算收到段的校驗和

*將其與校驗和字段進行比對:不相等則檢測出錯誤,相等則沒有檢測出錯誤但是任然可能有錯誤

校驗和計算示例:

可靠資料傳輸連線:不錯,不丟,不亂

1.可靠資料傳輸對應用層,傳輸層,鏈路層都很重要

2.網路top-10問題,因為可靠資料傳輸連線很重要

3.通道的不可靠特性決定了可靠資料傳輸協議的複雜性

上層看到的是可靠的傳輸,其實底層依然使用的是不可靠傳輸

tcp特點:

1.點對點:乙個傳送方乙個接收方

2.可靠的,按序的位元組流傳輸機制

3.流水線機制:tcp擁塞控制和流量控制機制設定視窗尺寸

4.傳送方/接收方快取

5.全雙工:同乙個連線中可以保證資料雙向傳輸

6.面向連線:通訊雙方在傳送資料之前必須建立連線,連線狀態只在連線的兩端中維護,在沿途節點中並不維護狀態。tcp連線包括:兩台主機上的快取,連線狀態變數,socket等

7.流量控制機制

tcp段結構:

序列號:值得是segment中第乙個位元組的編號而不是segment的編號

建立tcp連線時,雙方隨機選擇序列號

acks:希望接收到的下乙個位元組序列號,累計確認:該序列號之前的所有位元組均已經被正確接受到

tcp可靠資料傳輸:tcp在ip層提供的不可靠服務基礎上實現可靠資料傳輸服務

1.流水線機制

2.累積確認

3.tcp使用單一重傳定時器

4.出發重傳機制:超時,收到重複ack

5.漸進式:暫不考慮重複ack,參不考慮流量控制,參不考慮擁塞控制

tcp傳送方事件:

1.從應用層收到資料:

建立segmrnt,序列號是segment第乙個位元組的編號,開啟計時器,設定超時時間

2.超時:重傳引起超時的segment,重啟定時器

3.收到ack:如果確認此前未確認的segment(更新sendbase,如果視窗還有未被確認的分組,重新啟動定時器)

tcp重傳示例:

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