7.1传输层基本原理7.1.2传输层端口端口实际上是一个抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。（1）端口号分配全局分配：本地分配或动态联编：（2）Internet端口号分配Internet将端口分为两部分，一部分是保留端口，另一部分是自由端口。TCP和UDP的保留端口如图7-1所示。图7-1端口号7.2UDP协议7.2.1UDP报文UDP报文包括UDP报头和高层用户数据两部分，其格式如图7-2所示。各字段含义如下：（1）源端口：标识源进程的端口号；（2）目的端口：标识目的进程的端口号；（3）长度：UDP报文的长度；（4）校验和：用来防止UDP报文在传输中出错；（5）数据：高层用户数据。7.2.2UDP多路复用UDP采用了基于端口的复用和分用机制，即通过在传输的UDP报文中使用端口号来区分主机中对应不同进程的多路数据流。TCP多路复用的实现如图7-3所示。图7-3多路复用7.3TCP协议图7-4TCP报文各字段含义如下：（1）源端口：标识源进程的端口号；（2）目的端口：标识目的进程的端口号；（3）序号：发送报文包含的数据的第一个字节的序号；（4）确认号：接收方期望下一次接收的报文中数据的第一个字节的序号；（5）报头长度：TCP报头的长度；（6）保留：保留为今后使用，目前置0；（7）标志：用来在TCP双方间转发控制信息，包含有URG、ACK、PSH、RST、SYN和FIN位；（8）窗口：用来控制发方发送的数据量，单位为字节；（9）校验和：TCP计算报头、报文数据和伪头部（同UDP）的校验和；（10）紧急指针：指出报文中的紧急数据的最后一个字节的序号；（11）可选项：TCP只规定了一种选项，即最大报文长度。7.3.2TCP连接端点TCP是面向连接的协议。一个TCP连接由它的两个端点来标识，而每一个端点又是由IP地址和端口号决定的。TCP连接端点称为套接字（socket），定义为（host，port），其中host是主机的IP地址，而port则是该主机上的TCP端口号。若使用无连接的UDP，虽然在相互通信的两个进程之间没有一条虚连接，但发送端UDP一定有一个发送端口而在接收端UDP也一定有一个接收端口，因而也同样可使用套接字的概念。这样才能区分多个主机中同时通信的多个进程。7.3.3TCP可靠传输TCP提供面向连接的、可靠的字节流传输。TCP连接是全双工和点到点的。全双工意味着可以同时进行双向传输，点到点的意思是每个连接只有两个端点，TCP不支持组播或广播。为保证数据传输的可靠性，TCP使用三次握手的方法来建立和释放传输的连接，并使用确认和重传机制来实现传输差错的控制，另外TCP采用窗口机制以实现流量控制和拥塞控制。7.3.4TCP连接的建立和释放为确保连接建立和释放的可靠性，TCP使用了三次握手的方法。图7-5三次握手在TCP协议中，连接的双方都可以发起释放连接的操作。为了保证在释放连接之前所有的数据都可靠地到达了目的地，TCP再次使用了三次握手。一方发出释放请求后并不立即释放连接，而是等待对方确认。只有收到对方的确认信息，才能释放连接。7.3.5TCP差错控制TCP建立在IP协议之上，IP协议提供不可靠的数据传输服务，因此，数据出错甚至丢失可能是经常发生的。TCP使用确认和重传机制实现数据传输的差错控制。图7-7差控机制7.3.6TCP流量控制TCP使用窗口机制进行流量控制。当一个连接建立时，连接的每一端分配一块缓冲区来存储接收到的数据，并将缓冲区的大小发送给另一端。当数据到达时，接收方发送确认，其中包含了它剩余的缓冲区大小。这里将剩余缓冲区空间的数量叫做窗口，接收方在发送的每一确认中都含有一个窗口通告。如果接收方应用程序读取数据的速度与数据到达的速度一样快，接收方将在每一确认中发送一个非零的窗口通告。但是，如果发送方操作的速度快于接收方，接收到的数据最终将充满接收方的缓冲区，导致接收方通告一个零窗口。发送方收到一个零窗口通告时，必须停止发送，直到接收方重新通告一个非零窗口。图7-8TCP利用窗口进行流量控制的过程7.3.7TCP拥塞控制最初的TCP协议只有基于窗口的流量控制机制而没有拥塞控制机制。流量控制作为接收方管理发送方发送数据的方式，用来防止接收方可用的数据缓存空间的溢出。流量控制是一种局部控制机制，其参与者仅仅是发送方和接收方，它只考虑了接收端的接收能力，而没有考虑到网络的传输能力；而拥塞控制则注重于整体，其考虑的是整个网络的传输能力，是一种全局控制机制。正因为流量控制的这种局限性，从而导致了拥塞崩溃现象的发生。拥塞控制就由这4个核心部分组成。近几年又出现TCP的改进版本如NewReno和选择性应答等。正是这些拥塞控制机制