计算机网络笔记No.10
传输层之简介与UDP协议
传输层服务概述
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基本理论和基本机制：
- 复用/分用
- 可靠数据传输机制
- 流量控制机制
- 拥塞控制机制
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Internet的传输层协议
- UDP：无连接传输服务
- TCP：面向连接的传输服务
- TCP拥塞控制
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传输层服务和协议：
传输层协议为运行在不同Host上的进程提供了一种逻辑通信机制
端系统运行传输层协议：
- 发送方：将应用递交的消息分成一个或多个的Segment，并向下传给网络层
- 接收方：将接收到的segment组装成消息，并向上交给应用层
传输层可以为应用提供多种协议
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传输层 vs. 网络层
网络层：提供主机之间的逻辑通信机制
传输层：提供应用进程之间的逻辑通信机制：
- 位于网络层之上
- 依赖于网络层服务
- 对网络层服务进行（可能的）
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Internet传输层协议
可靠、按序的交付服务(TCP)
- 拥塞控制
- 流量控制
- 连接建立
不可靠的交付服务(UDP)
- 基于“尽力而为(Best-effort)”的网络层，没有做（可靠性方面的）扩展
两种服务均不保证延迟、带宽
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多路复用和多路分用
1、什么是多路复用和多路分用
接收端进行多路分用：
传输层依据头部信息将收到的Segment交给正确的Socket，即不同的进程
发送端进行多路复用：
从多个Socket接收数据，为每块数据封装上头部信息，生成Segment，交给网络层
2、为什么要有多路复用和多路分用
如果某层的一个协议对应直接上层的多个协议/实 体，则需要复用/分用
3、怎么样进行多路复用和多路分用
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主机接收到IP数据报(datagram)
- 每个数据报携带源IP地址、目的IP地址
- 每个数据报携带一个传输层的段(Segment）
- 每个段携带源端口号和目的端口号
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主机收到Segment之后，传输层协议提取IP地址和端口号信息，将Segment导向相应的Socket
无连接分用
- 利用端口号创建Socket —— UDP的Socket用二元组标识(目的IP地址，目的端口号)
- 主机收到UDP段后、检查段中的目的端口号、将UDP段导向绑定在该端口号的Socket
- 来自不同源IP地址和/或源端口号的IP数据包被导向同一个Socket
面向连接的分用
- TCP的Socket用四元组标识——(源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号)
- 接收端利用所有的四个值将Segment导向合适的Socket
- 服务器可能同时支持多个TCP Socket——每个Socket用自己的四元组标识
- Web服务器为每个客户端开不同的Socket
面向连接的分用：多线程Web服务器
UDP
- 基于Internet IP协议 —— 具有 复用/分用、简单的错误校验
- “Best effort”服务，UDP段可能 —— 丢失、非按序到达
- 无连接 —— UDP发送方和接收方之间不需要握手、每个UDP段的处理独立于其他段
UDP为什么存在?
- 无需建立连接 (减少延迟)
- 实现简单：无需维护连接状态头部开销少
- 没有拥塞控制: 应用可更好地控制发送时间和速率
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UDP常用于：
- 流媒体应用 —— 容忍丢失、速率敏感
- DNS、SNMP
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UDP校验和(checksum)
- 目的：检测UDP段在传输中是否发生错误（如位翻转）
发送方：
- 将段的内容视为16-bit整数
- 校验和计算：计算所有整数的和，进位加在和的后面，将得到的值按位求反，得到校验和
- 发送方将校验和放入校验和字段
接收方：
- 计算所收到段的校验和
- 将其与校验和字段进行对比
- 不相等：检测出错误
- 相等：没有检测出错误（但可能有错误）
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