# 第三章：传输层

# 1. 概述和传输层服务

# (1). 传输协议和服务

• 为运行在不同和主机上的应用进程提供逻辑通信
• 传输协议运行在端系统
  • 发送方：将应用层的报文分成报文段，然后传递给网络层
  • 接收方：将报文段重组成报文，然后传递给应用层
• 有多个传输层协议可供应用选择
  • Internet：TCP 和 UDP

# (2). 传输层 VS 网络层

• 网络层服务：主机之间的逻辑通信
• 传输层服务：进程之间的逻辑通信
  • 依赖于网络层的服务
    • 延时、带宽
  • 并对网络层的服务进行增强
    • 数据丢失、顺序混乱、加密

# (3). Internet 传输协议

• 可靠的、保序的传输：TCP

  • 多路复用、解复用
  • 拥塞控制
  • 流量控制
  • 建立连接

• 不可靠、不保序的传输：UDP

  • 多路复用、解复用

  • 没有为尽力而为的 IP 服务添加更多的其他额外服务

• 都不提供的服务：

  • 延时保证
  • 带宽保证

# 2. 多路复用 / 解复用

• 在发送方主机多路复用

  从多个套接字接收来自多个进程的报文，根据套接字对应的 IP 地址和端口号等信息对报文段用头部加以封装 (该头部信息用于以后的解复用)

• 在接收方主机解复用

  根据报文段的头部信息中的 IP 地址和端口号将收到的报文段发给正确的套接字 (和对应的应用进程)

# 3. 无连接传输 UDP

# 4. 可靠数据传输 (RDT) 的原理

# (1) 问题描述

# (2)RDT

• RDT 1.0** >

• RDT 2.0 >

• RDT 2.1 >

• RDT 2.2 >

• RDT 3.0 >

# (3). 流水协议

• 流水线协议
  

• 滑动窗口协议
  

​

# 5、面向连接的传输：TCP

# (1). TCP 概述

# (2). TCP 报文结构

# (3). 往返时间的估计与超时

# (4). 可靠数据传输

• TCP 在 IP 不可靠传输服务的基础上建立了 rdt

  • 管道化的报文段
    • GBN or SR
  • 累积确认 (像 GBN)
  • 单个冲传定时器
  • 是否可以接收乱序的，没有规范

• 通过以下时间出发重传

  • 超时 (只重发那个最早的未确认段：SR)
  • 重复的确认
    • 例子：收到了 ACK50，之后又收到 3 个 ACK50

• 首先考虑简化的 TCP 发送方：

  • 忽略重复的确认
  • 忽略流量控制和拥塞控制

# (5). 流量控制

# (6). 连接管理

# 6、拥塞控制原理

• 拥塞：

  • 非正常的定义：“太多的数据需要网络传输，超过了网络的处理能力”
  • 与流量控制表现不同
  • 拥塞的表现：
    • 分组丢失 (路由器缓冲区溢出)
    • 分组经历比较长的延迟 (在路由器的队列中排队)
  • 网络中前 10 位的问题！

• 原因：

  • 代价：1. 延迟大 2. 需要更大的输出速率 3. 在拥塞时，会重传许多不必要的分组，加速拥塞 4. 在拥塞时，有些分组上游的传输能力被浪费掉，无法进行传输

  • 死锁

• 拥塞控制方法

  1. 端到端拥塞控制
     • 没有来自网络的显示反馈
       端系统根据延迟和丢失事件推断是否拥有拥塞
     • TCP 采用的方法
  2. 网络辅助的拥塞控制
     • 路由器提供给端系统以反馈信息
       • 单个 bit 置位，显示有拥塞 (SNA,DECbit,TCP/IP ECN,ATM)
       • 显式提供发送端可以采用的速率

• 案例：

# 7、TCP 拥塞