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第 10 章 TCP与UDP

第 10 章 TCP与UDP

10.1 点对点通信与端对端通信

互联层: 点对点通信

传输层: 端对端通信

第 10 章 TCP与UDP

图 10.1 传输层的端对端通信控制

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图 10.2 端对端通信与虚拟通信平台

10.2 传输控制协议TCP

10.2.1 TCP提供的服务

从 TCP的用户角度看,TCP可以提供面向连接的、可靠的(没有数据重复或丢失)、全双工的数据流传输服务。

TCP的通信过程:

? 建立连接(可靠地建立)

? 发送数据

? 关闭连接(优雅地关闭)

TCP提供的服务特征:

? 面向连接( Connection Orientation)

? 完全可靠性( Complete Reliability)

? 全双工通信( Full Duplex Communication)

? 流接口( Stream Interface)

? 连接的可靠建立与优雅关闭(Reliable Connection Startup&Graceful Connection Shutdown)

10.2.2 TCP的可靠性实现

1、TCP的可靠性实现的 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。

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2、TCP需要解决的 可靠性问题

? 丢失数据的恢复问题

? 可靠建立与关闭连接问题

? 数据丢失与重发

数据丢失的解决方案: 重发

3、TCP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:在选择重发时间过程中,TCP

必须具有 自适应性 。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)。计算第一个往返时间 RTT,利用获得的多个RTT和统计学原理计算重发时间。自适应重发时间的确定是重发方案的 基石 。

4、TCP连接的可靠建立—— 3次握手法

三次握手法 就是在连接建立和终止过程中,通信的双方需要交换 3个报文。在数据包丢失、重复和延迟的情况下,3次握手法是保证连接无二义性的充要条件。

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5、TCP连接的优雅关闭

目的: 保证关闭连接之前所有数据都可靠地到达了目的地

方法: 三次握手法

TCP连接的双方都可以发起关闭连接操作

10.2.3 TCP的缓冲、流控与窗口

1.TCP使用窗口机制进行 流量控制 。

2. 什么是窗口?

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接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸剩余 缓冲区空间的数量叫做 窗口 。

TCP的流量过程

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10.2.4 TCP连接与端口

TCP端口: 一个 TCP连接两端的端点。

TCP端口的表示:16位的二进制数。

利用 TCP端口可以提供多路复用功能。

著名的 TCP端口号

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10.3 用户数据报协议UDP

1.UDP提供的服务

面向非连接的、不可靠的传输服务。它使用 IP数据报携带数据,但增加了对给定主机上的多个目标进行区分的能力。

2.UDP的特点

? 面向非连接,数据直接封装在 IP数据报中投递。

? 不确认,不排序,利用 UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作。

? 运行效率高,实现简单。

UDP端口使用16位二进制数表示,TCP和UDP各自拥有自己的端口号,即使TCP和UDP的端口号相同,主机也不会混淆它们。

著名的 UDP端口号

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