第5章传输层与TCP协议5.1传输层概述传输层传输层的功能：1、复用和分用：传输层要把不同进程交下来的报文交给网络层进行传输。到达目的主机后再分别交给相应的进程。2、差错检测：传输层对收到的报文进行差错检测。3、根据应用的不同传输层有两种不同的传输协议，即面向连接的TCP协议和无连接的UDP。一、传输层协议用户数据报协议UDP，传输控制协议TCP在TCP/IP体系中，根据所使用的协议是TCP或UDP，数据单位分别称为TCP报文段和UDP数据报。UDP在传送数据之前不需要建立连接。接收主机的传输层在收到UDP数据报后不需要给出任何确认，它是一种不可靠的协议。TCP则是面向连接的服务。在传送数据前必须先建立连接，传送完毕后释放连接。TCP是；一种可靠的、面向连接的服务。要注意和IP数据报和虚电路的区别。UDP数据报和TCP报文段都是在传输层的端到端抽象的逻辑信道中传送。二、端口的概念UDP和TCP都使用了与应用层接口处的端口与上层的应用进程进行通信。传输层收到IP层交上来的数据，就要根据其首部中的端口号来决定应该通过哪一个端口上交给应用进程。在传输层与应用层的接口上所设置的端口是一个16位的地址，并用端口号进行标识。端口号分为两类：一类是分配给一些常用的应用层程序固定使用的熟知端口。其数值一般为0—1023。另一类是一般端口，用来随时分配给请求通信的客户进程。例如：TCP的熟知端口有FTP用21，TELNET用23，SMTP用25，HTTP用80。UDP的熟知端口有DNS用53为了在通信时不发生混乱，就必须把端口号和主机的IP地址结合在一起使用。因此，一个连接由它的两个端点来标识，这样的端点就叫做套接字。套接字包括IP地址和端口号，共48位。在整个因特网中，在传输层的一对套接字必须是唯一的。端口号5.2TCP协议一、TCP报文的格式了解TCP报文段中各字段的意义对理解TCP协议的功能有着很大的帮助。报文段分为报文头和数据两部分。头部的固定部分为20个字节。TCP报文头中每个域的意义和作用。1、源端口和目的端口：各占2个字节，分别表示发送方和接收方的端口号。端口号和IP地址构成套接字，唯一地表示一条连接。网络应用程序在通信时直接向套接字发送和接收数据。2、发送序号和确认序号：各占4个字节。发送序号是本报文段所发送的数据部分第一字节的序号。3、头长度：占4位，表示TCP报文头的长度。长度是以4字节为单位来计算。4、再往后为6个标志位，各个标志位都有特定的含义：URG（urgent）为紧急数据标志。如果它为1，则表示本报文段中包含紧急数据。此时，紧急数据指针表示的值有效。ACK（acknowledge）为确认标志。如果ACK为1，则表示报文段中的确认号是有效的。否则，报文段中的确认号无效，接收端可以忽略它。PSH（push）为推标志，要求发送方的TCP协议软件马上发送该报文段，接收方在收到数据后也应该立即上交给应用程序。RST（reset）标志位用来复位一条连接。表明出现严重差错，必须释放连接，然后再重建连接。SYN（synchronous）标志位用来建立连接，让连接双方同步序列号。如果SYN=1而ACK=0，则表示该报文段为连接请求；如SYN=1而ACK=1，则表示是接受连接。FIN（finish）标志位表示发送方已经没有数据要传输了，希望释放连接。5、窗口：占2字节。窗口字段实际上是报文段发送方的接收窗口，单位为字节。通过此窗口告诉对方，“在未收到我的确认时，你能发送的数据的字节数至多是此窗口的大小。”6、校验和：占2字节。校验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算校验和时，要在TCP报文段的前面加上一个12字节的伪报头。7、第一个可选项是“最长报文段MSS”。MSS告诉对方的TCP：“我的缓冲区所能接收的报文段的最大长度是MSS。”TCP协议规定的数据长度的缺省值为536字节二、TCP的编号与确认TCP不是按传送的报文段来编号的。TCP将所要传送的整个报文看成是一个个字节组成的数据流，然后对每一个字节编一个序号。在连接建立时，双方要商定一个初始序号。TCP就将每一次所传送的报文段的第一个数据字节的序号放在TCP首部的序号字段中。TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。但返回的确认序号是已收到的数据的最高序号加1。也就是说，确认序号表示期望下次收到的第一个数据字节的序号。设用户只发送一个字节。加上20字节的首部得到21字节的TCP报文段。再加上20字节的IP首部形成41字节的IP数据报。用户的确认构成的数据报也有40字节。当线路带宽不富裕时，这种传送方法效率不高。所以应适当推迟发回确认报文，并尽量使用捎带确认的方法。三、TCP的传输连接管理TCP是面向连接的