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计算机网络运输层的功能(计算机网络实验应用层)

时间:2023-05-05 22:44:03 阅读:76922 作者:364

传输层是整个网络体系结构的重要级别之一,主要服务于两个主机中的进程之间的通信。 传输层具有重用和重用功能,因为一个主机同时运行多个进程。 传输层在终端用户之间提供透明的数据传输,并且为上层提供可靠的数据传输服务。 传输层通过流量控制、分段/重组和错误控制,确保在指定链路上传输数据的可靠性。 的一些协议是面向链接的。 这意味着传输层可以保持对段的跟踪,并重新发送失败的段。

中文名称

传输层

外语名称

传输层

别名

输送层区域

计算机网络

体系结构

开放系统互联(OSI )。

功能

重用和重用

传输层概述

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语音

传输层是国际标准化组织提出的开放系统互联(OSI )参考模型中的第四层。 该层协议在网络端点主机上的进程之间提供可靠、高效的消息传递服务。 其功能密切依赖于网络层的虚拟电路和数据报服务。 传输层定义了托管APP应用程序之间的端到端连通性。 传输层也称为传输层,传输层仅存在于开放末端系统中,是低三层通信子网系统和高三层之间的层,但它是控制从源到目的地数据传输的最后一层,因此是重要的。

传输层服务一般需要经历三个阶段:传输连接建立阶段、数据传输阶段、传输连接释放阶段,才能完成完整的服务流程。 数据传输阶段分为两种形式:一般的数据传输和高速的数据传输。 传输层中最常见的两个协议分别是传输控制协议TCP [传输控制协议]和用户数据报协议UDP[1]。 传输层提供逻辑连接建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、业务控制、拥塞控制、复用和解复用以及崩溃恢复等服务。

传输层端口概念

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传输层的任务是根据通信子网的特性,优化利用网络资源,在两个端系统的存储层之间提供建立、维护、解除传输连接的功能,负责端到端可靠的数据传输。 在该层,消息传输的协议数据单元被称为段或消息。

网络层只负责根据网络地址将源节点发送的数据包转发到目的地节点,传输层负责确保将数据转发到适当的端口。 计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者,每个设备称为端点,通信子网提供网络中的通信服务,其中的设备称为节点。 OSI参考模型中用于通信控制的有以下四层,但它们的控制对象不同。

传输层的基本功能

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传输层在托管APP应用程序进程之间提供端到端服务,其基本功能包括

(1)数据分割与重组

)2)通过端口号进行寻址

)3)连接管理

)错误控制和流量控制、纠错功能

传输层向下层提供通信服务的可靠性,避免消息错误、丢失、延迟时间混乱、重复、顺序混乱等错误。

传输层服务类型

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传输层是OSI层模型中负责数据通信的最高层,也是面向网络通信的低3层和面向信息处理的高3层之间的中间层。 该层填补了上层请求的服务和网络层提供的服务之间的差距,可以向上层用户屏蔽通信子网的详细内容,用户可以在两个传输实体之间的端到端控制和设置上层用户服务类型

传输层提供的服务分为传输连接服务和数据传输服务。

传输服务——传输层通常需要在网络层为会话层请求的每个传输连接建立适当的连接。

数据传输服务:强调提供面向连接的可靠服务,OSI开始制定无连接服务的标准已经晚了很多。 它还提供业务控制、错误控制和序列控制,以确保在两个终端系统之间传输的消息没有错误,没有丢失,没有重复,并且顺序不乱。

传输层协议级别和传输层协议

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传输层服务质量

由于运输层服务是通过协议体现的,运输层协议的等级与网络服务质量密切相关。 根据错误的性质,网络服务根据质量可以分为以下三种。

a类服务:低错误率连接,具有可接受的残留错误率和故障通知率

b类服务:具有高错误率连接,即不可接受的残留错误率和故障通知率

c类服务:介于a类服务和b类服务之间。

传输层协议级别

错误率的接受和不接受取决于用户。 因此,网络服务质量的划分基于用户的要求。 OSI根据运输层的功能特性定义了五个协议级别:

0级:轻松连接。 可以建立简单的端到端传输连接,并逐步传输长消息。

第1级:基本错误恢复级别。 具有在发生网络连接断开、网络连接失败、或传输连接数据单元未被批准等基本错误时恢复的功能。

二级:复用。 允许多个传输共享同一网络连接,并具有相应的流量控制功能。

第3级:错误恢复和复用。 是一级和二级协议的集成。

4级)错误检测、恢复、复用。 根据三级协议增加了错误检测功能

能。

传输层传输层协议

面向连接的传输协议(TCP):数据传输之前必须先建立连接,数据传输完成之后,必须释放连接。仅支持单播传输:每条传输连接只能有两个端点,只能进行点对点的连接,不支持多播和广播的传输方式,UDP是支持的。

提供可靠的交付服务:传送的数据无差错。不丢失,不重复,且顺序与与源数据一致。

传输单位是数据段:每次发送的数据段不固定,受应用层传送报文大小和网络中的MTU(最大传输单元)值大小的影响。最小数据段可能仅有21个字节(其中20个字节属于TCP头部,数据部分仅1字节)。

支持全双工传输:通信双方可以同时发数据和接收数据。

TCP连接是基于字节流的:UDP是基于报文流的。

TCP是一个可以保证可靠数据传输的传输层协议,主要采用采用以下四个机制实现数据可靠性传输。

字节编号机制:TCP数据段以字节为单位对数据段的"数据"部分进行一一编号,确保每一个字节的数据都可以有序传送和接收。

数据段确认机制:每接收一个数据段都必须有接收端向发送端返回确认数据段,其中的确认号表示已经正确接收的数据段序号。

超时重传机制:TCP中有一个重传定时器(RTT),发送一个数据段的同时也开启这个定时器,如果定时器过期之时还没有返回确认,则定时器停止,重传该数据。

选择性确认机制:(Selective ACK,SACK)/只重传缺少部分的数据,不会重传那些已经正确接收的数据。

UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17[2]

UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口,目的端口,报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,比如语音和视频通信。相比TCP,UDP的传输效率更高,开销更小,但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下:

1)16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。

2)16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。

3)16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节,所以字段的最小值为8。

4)16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字段是可选的。

传输层重要性

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传输层是整个协议层次结构的核心,是唯一负责总体数据传输和控制的一层。在OSI七层模型中传输层是负责数据通信的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。因为网络层不一定保证服务的可靠,而用户也不能直接对通信子网加以控制,因此在网络层之上,加一层即传输层以改善传输质量。

传输层利用网络层提供的服务,并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口,使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不可靠的数据传输方面的问题。它的主要功能是:对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用,在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。

词条图册

更多图册

参考资料

1.

JamesF.Kurose Keith W.Ross.计算机网络:机械工业出版社,2005年

2.

热情的夏天.计算机网络:电子工业出版社,2008

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