传输层知识

自考-计算机网络自考-计算机网络原理传输层知识思维导图。

传输层

• 传输层的基本服务
  • 传输层的功能
    • 传输层的核心任务：为应用进程之间提供端到端的逻辑通信服务
    • 传输层寻址
    • 对应用层报文进行分段和重组
    • 实现进程间的端到端可靠数据传输控制
    • 面向应用层实现复用与分解
    • 拥塞控制
  • 传输层寻址与端口
    • 在全网范围内利用IP地址+端口号唯一标识一个通信端点
    • 传输层端口号为16为整数
      • 熟知端口号：0-1023
      • 登记端口号：1024-49151
      • 客户端口号或短暂端口号
      • 常用端口号：ftp21 http80smtp25dns53pop3-110
  • 无连接服务与面向连接服务
    • 无连接服务：数据传输之前无需与对端进行握手，直接构造传输层报文段并向接收端发送
    • 面向连接服务：数据传输之前，双方交换控制信息，建立逻辑链接再传输数据，传输结束后拆除连接
• 传输层的复用与分解
  • 定义：支持众多应用进程共用同一个传输层协议，并能够将接收到的数据准确交付给不同的应用进程。
  • 无连接的多路复用与多路分解
  • 面向连接的多路复用与多路分解
• 停-等协议与滑动窗口协议
  • 可靠数据传输基本原理
    • 不可靠传输存在的不可靠性：比特跳变、出现乱序、数据丢失
    • 保证可靠的措施
      • 差错检测
      • 确认
      • 序号
      • 计时器
  • 停-等协议
    • 特点：每发送一个报文段后，就停下来等待接收方的确认
    • 工作过程
      • 发送方发送经过差错编码和编号的报文段，等待确认
      • 接收方正确接收则发送ACK，否则丢弃报文
      • 发送方如果收到ACK则继续发送后续报文段，否则重发
  • 滑动窗口协议
    • 停-等协议降低了信道利用率。解决方法是允许发送方再没有收到确认前连续发送多个分组
    • 流水线协议（管道协议）改进
      • 增加分组序号范围
      • 协议的发送方和接收方必须缓存多个分组
    • 滑动窗口协议
      • GBN协议（回退N步协议）
        • 发送端缓存能力较高Ws大于等于1，接收端只能接受一个按序到达的分组Wr=1
      • SR协议（选择重发协议）
        • 通过让发送方仅重传那些未被接收方确认的分组，避免不必要的重传
        • 发送窗口和接受窗口都大于1
• 用户数据报协议UDP
  • 选择UDP的原因
    • 应用进程更容易控制发送什么数据以及合适发送
    • 无需建立连接
    • 无连接状态
    • 首部开销小
  • UDP数据报结构
  • UDP校验和
• 传输控制协议TCP
  • TCP报文段结构
  • TCP连接管理
  • TCP可靠数据传输
  • TCP流量控制
  • TCP拥塞控制
    • 基本策略
      • 通过调节窗口的大小实现对发送数据速率的调整：未拥塞时加性增大窗口大小，反之乘性快速减小窗口大小
    • 拥塞控制算法
      • 慢启动
      • 拥塞避免
      • 快速重传
      • 快速恢复