1、,IP技術(shù)基礎(chǔ),局域網(wǎng)與交換,6.2,路由器,交換層次的多樣性,6.4,三層交換,6.5,63,第6章 IP網(wǎng)與多層次交換,6.1,多協(xié)議標(biāo)記交換,6.6,四層交換,6.7,應(yīng)用層交換,6.8,6.1.1 概述,1969年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）提出將多個(gè)大學(xué)、公司和研究所的多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連成為一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPANet。 進(jìn)入20世紀(jì)80年代末期后，ARPANet逐漸發(fā)展為國(guó)際性的計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)Internet，TCP/IP協(xié)議就是從中演變而來(lái)的?，F(xiàn)在Internet是世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP協(xié)議已成為網(wǎng)絡(luò)互連事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有很多分類(lèi)方法?？梢詮牡乩矸秶?/p>

2、小、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等角度進(jìn)行分類(lèi)。 按照地理范圍大小，可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）（幾千米以內(nèi)）、城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）（幾十千米）、廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）（幾百千米以上）。,6.1.1 概述,按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成星形（Star）、樹(shù)形（Tree）、總線形（Bus）、環(huán)形（Ring）及網(wǎng)狀（Mesh）等類(lèi)型。,6.1.1 概述,6.1.1 概述,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),IP地址的長(zhǎng)度是32b，根據(jù)高位比特的特殊編碼，可以分成A、B、C、D、E類(lèi)。,IP地址格式

3、：,通常將32b地址用分成4節(jié)的十進(jìn)制數(shù)字表示，如11111011 10000000 00000100 00000001是一個(gè)C類(lèi)地址，可記為1。 A類(lèi)地址的范圍是：55 B類(lèi)地址的范圍是：55 C類(lèi)地址的范圍是：55,IP地址格式：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),特殊的IP地址,IP地址格式：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),為了保護(hù)IP地址空間，減少無(wú)謂的IP地址消耗，在A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)地址中，分別預(yù)留了部分地址空間，以便各單位內(nèi)部計(jì)算機(jī)互

4、連。這些預(yù)留的地址成為私有IP地址。 私有IP地址空間如下：,IP地址格式：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),為了提高IP地址的使用效率，可將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)： 采用借位的方式，從主機(jī)位最高位開(kāi)始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)位，所剩余的部分則仍為主機(jī)位。這使得IP地址的結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)號(hào)加主機(jī)號(hào)變?yōu)槿糠郑壕W(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)。 （1）掩碼（Mask）： 掩碼用于識(shí)別IP地址網(wǎng)絡(luò)部分/主機(jī)部分。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都選用32位的掩碼，掩碼中的1對(duì)應(yīng)著IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，掩碼中的0對(duì)應(yīng)著IP地址的主機(jī)號(hào)。 子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）則是掩碼中的一部分，可以進(jìn)一步劃分出子網(wǎng) 。,劃分子網(wǎng) ：,6.1.2 IP地

5、址與域名服務(wù),（2）三類(lèi)地址的子網(wǎng)劃分 A類(lèi)：11111111.00000000.00000000.00000000 即 B類(lèi)：11111111.11111111.00000000.00000000 即 C類(lèi)：11111111.11111111.11111111.00000000 即,劃分子網(wǎng) ：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),（3）超網(wǎng)（Supernetting） 超網(wǎng)是與子網(wǎng)類(lèi)似的概念，都是根據(jù)掩碼重新劃分IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。 與子網(wǎng)把大網(wǎng)絡(luò)分成若干小網(wǎng)絡(luò)相反，它是把一些小網(wǎng)絡(luò)組合成一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)超網(wǎng)。,劃分子網(wǎng) ：

6、,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),（4）無(wú)類(lèi)別域間路由（CIDR） CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類(lèi)、B 類(lèi)和 C 類(lèi)地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 CIDR使用各種長(zhǎng)度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來(lái)代替分類(lèi)地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。 IP地址從三級(jí)編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級(jí)編址。,劃分子網(wǎng) ：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),IP地址 := , CIDR 還使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱(chēng)為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個(gè)斜線“/”，然后寫(xiě)上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特?cái)?shù)（這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中比特

7、1 的個(gè)數(shù)）。 CIDR 將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“CIDR地址塊”。,無(wú)分類(lèi)的兩級(jí)編址的記法是：,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),/20 表示的地址塊共有 212 個(gè)地址（因?yàn)樾本€后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的比特?cái)?shù)，所以主機(jī)號(hào)的比特?cái)?shù)是 12）。 這個(gè)地址塊的起始地址是 。 在不需要指出地址塊的起始地址時(shí)，也可將這樣的地址塊簡(jiǎn)稱(chēng)為“/20 地址塊”。 /20 地址塊的最小地址： /20 地址塊的最大地址：55 全 0 和全 1 的主機(jī)號(hào)地址一般不使

8、用。,CIDR 地址塊,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00

9、101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 10000000 00001110 00101111 11111110 10000000 00001110 00101111 11111111,所有地址 的 20 bit 前綴都是 一樣的,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),使用名字比二進(jìn)制代碼更加易于記憶。 任何一個(gè)連接在Internet上的主機(jī)和路由器都有一個(gè)唯一的名字，稱(chēng)為域名（Domain Name）。它是一個(gè)邏輯的概念，與計(jì)算機(jī)的物理位置無(wú)關(guān)。 名字到域名的解析是由若干個(gè)域名服務(wù)器程序完成的。域名服務(wù)器程序在專(zhuān)設(shè)的結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，運(yùn)行該程

10、序的機(jī)器稱(chēng)為域名服務(wù)器。,1. 域名系統(tǒng)概述,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),因特網(wǎng)采用了層次樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的命名方法。 域名的結(jié)構(gòu)由若干個(gè)分量組成，各分量之間用點(diǎn)隔開(kāi)： .三級(jí)域名.二級(jí)域名.頂級(jí)域名 各分量分別代表不同級(jí)別的域名。,2.因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu),6.1.2 IP地址與域名服務(wù),(1) 國(guó)家頂級(jí)域名 nTLD：如: .cn 表示中國(guó)，.us 表示美國(guó)，.uk 表示英國(guó)，等等。 (2) 國(guó)際頂級(jí)域名 iTLD：采用.int。國(guó)際性的組織可在 .int 下注冊(cè)。 (3) 通用頂級(jí)域名 gTLD：最早的頂級(jí)域名是： .com 表示公司企業(yè) .net 表示網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu) .org 表示非贏利性組織

11、.edu 表示教育機(jī)構(gòu)（美國(guó)專(zhuān)用） .gov 表示政府部門(mén)（美國(guó)專(zhuān)用） .mil 表示軍事部門(mén)（美國(guó)專(zhuān)用）,頂級(jí)域名 TLD(Top Level Domain),6.1.2 IP地址與域名服務(wù),因特網(wǎng)的名字空間,com,net,org,edu,gov,mil,coop,biz,info,aero,int,cn,uk,hk,js,sh,bj,org,net,gov,edu,com,ac,pku,fudan,sjtu,tsinghua,樹(shù)根,cctv,ibm,hp,mot,頂級(jí)域名,二級(jí)域名,三級(jí)域名,mail,ep,四級(jí)域名,mail,csnetl,seu,每一個(gè)域名服務(wù)器不但能夠進(jìn)行一些域名到

12、 IP 地址的解析，而且還必須具有連向其他域名服務(wù)器的信息。當(dāng)自己不能進(jìn)行域名到 IP 地址的轉(zhuǎn)換時(shí)，就能夠知道到什么地方去找別的域名服務(wù)器。 這種地址轉(zhuǎn)換即地址解析(address resolution)。解析就是轉(zhuǎn)換的意思。 因特網(wǎng)上的域名服務(wù)器系統(tǒng)也是按照域名的層次來(lái)安排的。每一個(gè)域名服務(wù)器都只對(duì)域名體系中的一部分進(jìn)行管轄。,3. 用域名服務(wù)器進(jìn)行域名解析,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),本地域名服務(wù)器(local name server) 根域名服務(wù)器(root name server) 頂級(jí)域名服務(wù)器（即TLD 服務(wù)器） 權(quán)限域名服務(wù)器(authoritative name serv

13、er),四種不同類(lèi)型的域名服務(wù)器,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),每一個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP，或一個(gè)大學(xué)，甚至一個(gè)大學(xué)里的系，都可以擁有一個(gè)本地域名服務(wù)器，它也稱(chēng)為默認(rèn)域名服務(wù)器。 當(dāng)主機(jī)發(fā)出 DNS 查詢報(bào)文時(shí)，這個(gè)查詢報(bào)文就首先被送往該主機(jī)的本地域名服務(wù)器。,本地域名服務(wù)器,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),每個(gè)根域名服務(wù)器都知道所有的頂級(jí)域名服務(wù)器的域名及其 IP 地址。 現(xiàn)有 13 個(gè)不同 IP 地址的根域名服務(wù)器，共有一百多個(gè)根域名服務(wù)器機(jī)器分布在世界各地。 根域名服務(wù)器并不直接把域名直接轉(zhuǎn)換成 IP 地址。在使用迭代查詢時(shí)，根域名服務(wù)器把下一步應(yīng)當(dāng)找的頂級(jí)域名服務(wù)器的 IP 地址

14、回答本地域名服務(wù)器。,根域名服務(wù)器,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),頂級(jí)域名服務(wù)器負(fù)責(zé)管理在該頂級(jí)域名服務(wù)器注冊(cè)的所有二級(jí)域名。 當(dāng)收到 DNS 查詢請(qǐng)求時(shí)就給出相應(yīng)的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當(dāng)找的權(quán)限域名服務(wù)器的 IP 地址）。,頂級(jí)域名服務(wù)器,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),每一個(gè)主機(jī)都必須在某個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器處注冊(cè)登記。因此權(quán)限域名服務(wù)器知道其管轄的主機(jī)名應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換成什么 IP 地址。,權(quán)限域名服務(wù)器,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),com,y,abc,w,v,x,u,頂級(jí)域名服務(wù)器,域 ,管轄區(qū) 的 權(quán)限域名服務(wù)器,管轄區(qū) ,管轄區(qū) 的 權(quán)限域名服務(wù)器,管轄區(qū) ,t,域名

15、管轄區(qū)的的劃分,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢(recursive query)。 遞歸查詢就是如果本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址時(shí)，那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份向某個(gè)根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請(qǐng)求報(bào)文（即替該主機(jī)繼續(xù)查詢），而不是讓該主機(jī)自己進(jìn)行下一步的查詢。,4.域名的解析過(guò)程,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),優(yōu)先采用迭代查詢，即循環(huán)查詢。 當(dāng)根域名服務(wù)器收到查詢請(qǐng)求報(bào)文但并不知道被查詢域名的 IP 地址時(shí)，這個(gè)根域名服務(wù)器就把自己知道的頂級(jí)域名服務(wù)器的 IP 地址告訴本地域名服務(wù)器，讓本地域名服務(wù)器再向頂級(jí)域名服務(wù)

16、器查詢。 頂級(jí)域名服務(wù)器在收到本地域名服務(wù)器的查詢請(qǐng)求后，就告訴本地域名服務(wù)器下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器進(jìn)行查詢。 最后主機(jī)就知道了所要解析的域名的IP地址。 本地域名服務(wù)器也可以采用遞歸查詢。,本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器查詢,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),頂級(jí)域名服務(wù)器 ,權(quán)限域名服務(wù),本地域名服務(wù)器 ,根域名服務(wù)器,本地域名服務(wù)器 進(jìn)行迭代查詢,本地域名服務(wù)器 進(jìn)行遞歸查詢,頂級(jí)域名服務(wù)器 ,權(quán)限域名服務(wù),本地域名服務(wù)器 ,根域名服務(wù)器,為了提高 DNS 查詢效率，并減輕根域名服務(wù)器的負(fù)荷和減少因特網(wǎng)上的 DNS 查詢報(bào)文數(shù)量，廣泛地使用了高速緩存高速緩存用來(lái)存放最近查詢過(guò)的域

17、名以及從何處獲得域名映射信息的記錄。 例如不久前已有用戶查詢過(guò)域名為 的 IP 地址，則本地域名服務(wù)器就不必再向根域名服務(wù)器重新查詢 的 IP 地址了，而是直接把高速緩存中存放的上次查詢結(jié)果（即 的 IP 地址）告訴用戶。,5.高速緩存（高速緩存域名服務(wù)器）,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),許多主機(jī)在啟動(dòng)時(shí)從本地域名服務(wù)器下載名字和地址的全部數(shù)據(jù)庫(kù)，維護(hù)存放自己最近使用的域名的高速緩存，并且只在從緩存中找不到欲解析的域名時(shí)才向本地域名服務(wù)器發(fā)送查詢請(qǐng)求報(bào)文。,在主機(jī)中也很需要高速緩存,6.1.2 IP地址與域名服務(wù),6.1.3 報(bào)文格式,傳輸層協(xié)議概述 TCP/IP體系中的傳輸層 TCP與UD

18、P 端口的概念 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP 傳輸控制協(xié)議 TCP TCP 的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn) TCP 的流量控制與擁塞控制 TCP 的超時(shí)重傳機(jī)制 TCP 的運(yùn)輸連接管理,傳輸層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（包括TCP/IP）體系結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一層。 傳輸層的作用是為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供邏輯通信 。,傳輸層的作用,6.1.3 報(bào)文格式,傳輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信,主機(jī) A,主機(jī) B,路由器 1,路由器 2,AP1,LAN2,WAN,AP2,AP3,AP4,LAN1,IP 協(xié)議的作用范圍,傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 的作用范圍,應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱(chēng)為端到端的通信。 傳輸層的一個(gè)很重要的功能就是復(fù)

19、用和分用。應(yīng)用層不同進(jìn)程的報(bào)文通過(guò)不同的端口向下交到傳輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)。,應(yīng)用進(jìn)程之間的通信,6.1.3 報(bào)文格式,傳輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要區(qū)別,應(yīng)用進(jìn)程,應(yīng)用進(jìn)程,IP 協(xié)議的作用范圍 （提供主機(jī)之間的邏輯通信）,TCP 和 UDP 協(xié)議的作用范圍 （提供進(jìn)程之間的邏輯通信）,因 特 網(wǎng),6.1.3 報(bào)文格式,傳輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信（但網(wǎng)絡(luò)層是為主機(jī)之間提供邏輯通信）。 傳輸層還要對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。,傳輸層的主要功能,6.1.3 報(bào)文格式,？,應(yīng) 用 層,運(yùn) 輸 層,發(fā) 送 進(jìn) 程,接 收 進(jìn) 程,接 收 進(jìn) 程,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),全雙工可靠信道,數(shù)

20、據(jù),數(shù)據(jù),使用 TCP 協(xié)議,使用 UDP 協(xié)議,不可靠信道,發(fā) 送 進(jìn) 程,傳輸層向上提供可靠的和不可靠的邏輯通信信道,6.1.3 報(bào)文格式,TCP/IP的傳輸層有兩個(gè)不同的協(xié)議： (1) 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP (User Datagram Protocol) (2) 傳輸控制協(xié)議 TCP (Transmission Control Protocol),（1）傳輸層中的兩個(gè)協(xié)議,6.1.3 報(bào)文格式,TCP傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單位是TCP報(bào)文段(segment) UDP傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單位是UDP報(bào)文或用戶數(shù)據(jù)報(bào)。,TCP 與 UDP的協(xié)議數(shù)據(jù)單位,6.1.3 報(bào)文格式,UDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要

21、建立連接。對(duì)方的傳輸層在收到UDP報(bào)文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下（如廣播、組播）UDP是一種最有效的工作方式。 TCP則提供面向連接的服務(wù)。由于TCP要提供可靠的、面向連接的運(yùn)輸服務(wù)，因此不可避免地增加了許多的開(kāi)銷(xiāo)。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機(jī)資源。,面向連接與無(wú)連接,6.1.3 報(bào)文格式,傳輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)層的IP數(shù)據(jù)報(bào)有很大區(qū)別。IP數(shù)據(jù)報(bào)要經(jīng)過(guò)互連網(wǎng)中許多路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，但UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)是在傳輸層的端到端抽象的邏輯信道中傳送的。 TCP報(bào)文段是在傳輸層抽象的端到端邏輯信道中傳送，這種信道是可靠的全雙工信道。

22、但這樣的信道卻不知道究竟經(jīng)過(guò)了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的傳輸層是否建立了TCP連接。,TCP 與 UDP有關(guān)問(wèn)題說(shuō)明,6.1.3 報(bào)文格式,端口就是傳輸層服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)TSAP。 端口的作用就是讓?xiě)?yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程都能將其數(shù)據(jù)通過(guò)端口向下交付給傳輸層，以及讓傳輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報(bào)文段中的數(shù)據(jù)向上通過(guò)端口交付給應(yīng)用層相應(yīng)的進(jìn)程。 從這個(gè)意義上講，端口是用來(lái)標(biāo)志應(yīng)用層的進(jìn)程。,（2）端口的概念,6.1.3 報(bào)文格式,端口在進(jìn)程之間的通信中所起的作用,應(yīng) 用 層,運(yùn) 輸 層,網(wǎng) 絡(luò) 層,TCP 報(bào)文段,UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),應(yīng)用進(jìn)程,TCP 復(fù)用,IP 復(fù)用,UDP 復(fù)用,TCP 報(bào)文段,

23、UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),應(yīng)用進(jìn)程,端口,端口,TCP 分用,UDP 分用,IP 分用,發(fā)送方,接收方,端口用一個(gè)16 bit 端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)志。 端口號(hào)只具有本地意義，即端口號(hào)只是為了標(biāo)志本計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各進(jìn)程。在因特網(wǎng)中不同計(jì)算機(jī)的相同端口號(hào)是沒(méi)有聯(lián)系的。,端口的含義,6.1.3 報(bào)文格式,一類(lèi)是熟知端口，其數(shù)值一般為 01023。當(dāng)一種新的應(yīng)用程序出現(xiàn)時(shí)，必須為它指派一個(gè)熟知端口。 另一類(lèi)則是一般端口，用來(lái)隨時(shí)分配給請(qǐng)求通信的客戶進(jìn)程。,兩類(lèi)端口,6.1.3 報(bào)文格式,TCP 使用“連接”(而不僅僅是“端口”)作為最基本的抽象，同時(shí)將TCP連接的端點(diǎn)稱(chēng)為插口(socket)，或套接字、套接口。

24、 插口和端口、IP 地址的關(guān)系是：,插口(socket),6.1.3 報(bào)文格式,UDP只在IP的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了很少一點(diǎn)的功能，即端口的功能和差錯(cuò)檢測(cè)的功能。 雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的優(yōu)點(diǎn)。 發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接，UDP的主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。 UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)只有8個(gè)字節(jié)的首部開(kāi)銷(xiāo)。 網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)送速率降低。這對(duì)某些實(shí)時(shí)應(yīng)用是很重要的。,（1）UDP 概述,6.1.3 報(bào)文格式,UDP 端口 51000,UDP 端口 69,出隊(duì)列,入隊(duì)列,出隊(duì)列,入隊(duì)列,TFTP 服務(wù)器,TFTP 客戶,UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),

25、應(yīng) 用 層,運(yùn) 輸 層,UDP舉例,6.1.3 報(bào)文格式,偽首部,源端口,目的端口,長(zhǎng) 度,檢驗(yàn)和,數(shù) 據(jù),首 部,UDP長(zhǎng)度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 數(shù)據(jù)報(bào),字節(jié),4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字節(jié),發(fā)送在前,數(shù) 據(jù),首 部,UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),（2）UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式,6.1.3 報(bào)文格式,偽首部,源端口,目的端口,長(zhǎng) 度,檢驗(yàn)和,數(shù) 據(jù),首 部,UDP長(zhǎng)度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 數(shù)據(jù)報(bào),字節(jié),4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字節(jié),發(fā)送在前,數(shù) 據(jù),首 部,UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),用戶數(shù)據(jù)報(bào) UDP 有兩個(gè)字

26、段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有 8 個(gè)字節(jié)，由 4 個(gè)字段組成，每個(gè)字段都是兩個(gè)字節(jié)。,偽首部,源端口,目的端口,長(zhǎng) 度,檢驗(yàn)和,數(shù) 據(jù),首 部,UDP長(zhǎng)度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 數(shù)據(jù)報(bào),字節(jié),4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字節(jié),發(fā)送在前,數(shù) 據(jù),首 部,UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào),在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)把“偽首部”和 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)連接在一起。偽首部?jī)H僅是為了計(jì)算檢驗(yàn)和。,計(jì)算 UDP 檢驗(yàn)和的例子,10011001 00010011 153.19 00001000 01101000 8.104 10101011 00000011 171.3 00001

27、110 00001011 14.11 00000000 00010001 0 和 17 00000000 00001111 15 00000100 00111111 1087 00000000 00001101 13 00000000 00001111 15 00000000 00000000 0（檢驗(yàn)和） 01010100 01000101 數(shù)據(jù) 01010011 01010100 數(shù)據(jù) 01001001 01001110 數(shù)據(jù) 01000111 00000000 數(shù)據(jù)和 0（填充） 10010110 11101101 求和得出的結(jié)果 01101001 00010010 檢驗(yàn)和,153.19

28、.8.104,1,12 字節(jié) 偽首部,8 字節(jié) UDP 首部,7 字節(jié) 數(shù)據(jù),按二進(jìn)制求和 將得出的結(jié)果求反碼,全 0 17 15 1087 13 15 全 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 全 0,請(qǐng)注意：進(jìn)行求和時(shí)，最高位有進(jìn)位 2，這個(gè) 2 應(yīng)當(dāng)加到最低位。,傳輸控制協(xié)議TCP是傳輸層的另一個(gè)重要協(xié)議，它是一個(gè)完整的傳輸協(xié)議的典范，除了提供和UDP一樣的進(jìn)程通信能力外，其主要特點(diǎn)是可靠性很高，幾乎可以解決所有的可靠性問(wèn)題。,（1）TCP 概述,6.1.3 報(bào)文格式,端口,發(fā)送 TCP 報(bào)文段,TCP,TCP,接收緩存,發(fā)送緩存,報(bào)文段,報(bào)文段,報(bào)文段,端口

29、,發(fā)送端,接收端,向發(fā)送緩存 寫(xiě)入數(shù)據(jù)塊,從接收緩存 讀取數(shù)據(jù)塊,應(yīng)用進(jìn)程,應(yīng)用進(jìn)程,傳輸控制協(xié)議 TCP 示例,6.1.3 報(bào)文格式,（2）TCP報(bào)文格式,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,源端口和目的端口字段各占 2 字節(jié)。端口是傳輸層與應(yīng)用層的服務(wù)接口。傳輸層的復(fù)用和分用功能都要通過(guò)端口才能實(shí)現(xiàn)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的

30、端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,序號(hào)字段占 4 字節(jié)。TCP 連接中傳送的數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)。序號(hào)字段的值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C

31、 K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,確認(rèn)號(hào)字段占 4 字節(jié)，是期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,數(shù)據(jù)偏移占 4 bit，它指出 TCP 報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位不是字節(jié)而是 32 bit 字（4 字節(jié)為計(jì)算單位）。,TCP 首部

32、,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,保留字段占 6 bit，保留為今后使用，但目前應(yīng)置為 0。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 3

33、1,填 充,緊急比特 URG 當(dāng) URG 1 時(shí)，表明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送(相當(dāng)于高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù))。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,確認(rèn)比特 ACK 只有當(dāng) ACK 1 時(shí)確認(rèn)號(hào)字段才有效。當(dāng) ACK 0 時(shí)，確認(rèn)號(hào)無(wú)效。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng)

34、 （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,推送比特 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到推送比特置 1 的報(bào)文段，就盡快地交付給接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了后再向上交付。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8

35、16 24 31,填 充,復(fù)位比特 RST (ReSeT) 當(dāng) RST 1 時(shí)，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)（如由于主機(jī)崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運(yùn)輸連接。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,同步比特 SYN 同步比特 SYN 置為 1，就表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端

36、口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,終止比特 FIN (FINal) 用來(lái)釋放一個(gè)連接。當(dāng)FIN 1 時(shí)，表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運(yùn)輸連接。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R

37、G,比特 0 8 16 24 31,填 充,窗口字段 占 2 字節(jié)。窗口字段用來(lái)控制對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)。TCP 連接的一端根據(jù)設(shè)置的緩存空間大小確定自己的接收窗口大小，然后通知對(duì)方以確定對(duì)方的發(fā)送窗口的上限。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,檢驗(yàn)和 占 2 字節(jié)。檢驗(yàn)和字段檢驗(yàn)的范圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分。在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，要在 TCP 報(bào)

38、文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,緊急指針字段 占 16 bit。緊急指針指出在本報(bào)文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,S Y

39、N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,選項(xiàng)字段 長(zhǎng)度可變。TCP 只規(guī)定了一種選項(xiàng)，即最大報(bào)文段長(zhǎng)度 MSS (Maximum Segment Size)。MSS 告訴對(duì)方 TCP：“我的緩存所能接收的報(bào)文段的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度是 MSS 個(gè)字節(jié)?！?MSS 是 TCP 報(bào)文段中的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度。 數(shù)據(jù)字段加上 TCP 首部 才等于整個(gè)的 TCP 報(bào)文段。,TCP 首部,20 字節(jié) 固定 首部,目 的 端 口,數(shù)據(jù) 偏移,檢 驗(yàn) 和,選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）,源 端 口,序 號(hào),緊 急 指 針,窗 口,確 認(rèn) 號(hào),保 留,F I N,

40、S Y N,R S T,P S H,A C K,U R G,比特 0 8 16 24 31,填 充,填充字段 這是為了使整個(gè)首部長(zhǎng)度是 4 字節(jié)的整數(shù)倍。,TCP 協(xié)議是面向字節(jié)的。TCP 將所要傳送的報(bào)文看成是字節(jié)組成的數(shù)據(jù)流，并使每一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一個(gè)序號(hào)。 在連接建立時(shí)，雙方要商定初始序號(hào)。TCP 每次發(fā)送的報(bào)文段的首部中的序號(hào)字段數(shù)值表示該報(bào)文段中的數(shù)據(jù)部分的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。 TCP 的確認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)表示確認(rèn)。接收端返回的確認(rèn)號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加 1。因此確認(rèn)號(hào)表示接收端期望下次收到的數(shù)據(jù)中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。,（3）TCP 的數(shù)據(jù)編號(hào)與確認(rèn),7.3.4 傳

41、輸控制協(xié)議 TCP,TCP 采用大小可變的滑動(dòng)窗口進(jìn)行流量控制。窗口大小的單位是字節(jié)。 在 TCP 報(bào)文段首部的窗口字段寫(xiě)入的數(shù)值就是當(dāng)前給對(duì)方設(shè)置的發(fā)送窗口數(shù)值的上限。 發(fā)送窗口在連接建立時(shí)由雙方商定。但在通信的過(guò)程中，接收端可根據(jù)自己的資源情況，隨時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整對(duì)方的發(fā)送窗口上限值(可增大或減小)。,（4）TCP 的流量控制與擁塞控制,6.1.3 報(bào)文格式,收到確認(rèn)即可前移,100,200,300,400,500,600,700,800,900,101,201,301,401,501,601,701,801,1,可發(fā)送,不可發(fā)送,發(fā)送端要發(fā)送 900 字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，劃分為 9 個(gè) 100 字

42、節(jié)長(zhǎng)的報(bào)文段，而發(fā)送窗口確定為 500 字節(jié)。 發(fā)送端只要收到了對(duì)方的確認(rèn)，發(fā)送窗口就可前移。 發(fā)送 TCP 要維護(hù)一個(gè)指針。每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段，指針就向前移動(dòng)一個(gè)報(bào)文段的距離。,收到確認(rèn)即可前移,100,200,300,400,500,600,700,800,900,101,201,301,401,501,601,701,801,1,不可發(fā)送,100,200,300,400,500,600,700,800,900,101,201,301,401,501,601,701,801,1,發(fā)送窗口,可發(fā)送,不可發(fā)送,發(fā)送窗口前移,發(fā)送端已發(fā)送了 400 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但只收到對(duì)前 200 字節(jié)數(shù)據(jù)的確認(rèn)

43、，同時(shí)窗口大小不變。 現(xiàn)在發(fā)送端還可發(fā)送 300 字節(jié)。,100,200,300,400,500,600,700,800,900,101,201,301,401,501,601,701,801,1,已發(fā)送 并被確認(rèn),已發(fā)送但 未被確認(rèn),可發(fā)送,不可發(fā)送,指針,100,200,300,400,500,600,700,800,900,101,201,301,401,501,601,701,801,1,不可 發(fā)送,指針,發(fā)送窗口前移,發(fā)送端收到了對(duì)方對(duì)前 400 字節(jié)數(shù)據(jù)的確認(rèn)，但對(duì)方通知發(fā)送端必須把窗口減小到 400 字節(jié)。 現(xiàn)在發(fā)送端最多還可發(fā)送 400 字節(jié)的數(shù)據(jù)。,6.1.3 報(bào)文格式,利用

44、可變窗口大小進(jìn)行流量控制雙方確定的窗口值是 400,主機(jī) A,主機(jī) B,允許 A 再發(fā)送 300 字節(jié)（序號(hào) 201 至 500）,A 還能發(fā)送 200 字節(jié),A 還能發(fā)送 200 字節(jié)（序號(hào) 301 至 500）,A 還能發(fā)送 300 字節(jié),A 還能發(fā)送 100 字節(jié)（序號(hào) 401 至 500）,A 超時(shí)重發(fā)，但不能發(fā)送序號(hào) 500 以后的數(shù)據(jù),允許 A 再發(fā)送 100 字節(jié)（序號(hào) 501 至 600）,A 已把發(fā)送窗口用完（序號(hào) 501 至 600）,不允許 A 再發(fā)送（到序號(hào) 600 的數(shù)據(jù)都已收到）,發(fā)送端的主機(jī)在確定發(fā)送報(bào)文段的速率時(shí)，既要根據(jù)接收端的接收能力，又要從全局考慮不要使網(wǎng)

45、絡(luò)發(fā)生擁塞。 TCP的擁塞控制也是基于滑動(dòng)串口協(xié)議，通過(guò)限制發(fā)送端向網(wǎng)絡(luò)注入報(bào)文的速率控制擁塞。,慢開(kāi)始和擁塞避免,6.1.3 報(bào)文格式,每一個(gè)TCP連接需要有以下兩個(gè)狀態(tài)變量： （1）接收端窗口（接收端通告窗口） 這是接收端根據(jù)其目前的接收緩存大小所許諾的最新的窗口值，是來(lái)自接收端的流量控制。接收端將此窗口值放在 TCP 報(bào)文的首部中的窗口字段，傳送給發(fā)送端。 （2）擁塞窗口 是發(fā)送端根據(jù)自己估計(jì)的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度而設(shè)置的窗口值，是來(lái)自發(fā)送端的流量控制。,接收端窗口和擁塞窗口,6.1.3 報(bào)文格式,發(fā)送端的發(fā)送窗口的上限值應(yīng)當(dāng)取為接收端窗口和擁塞窗口這兩個(gè)變量中較小的一個(gè)。,發(fā)送窗口的上限值,6

46、.1.3 報(bào)文格式,非擁塞時(shí)，擁塞窗口和接收端窗口大小相等。 一旦擁塞，TCP將減小擁塞窗口。 TCP采取成倍遞減擁塞窗口策略：一旦發(fā)現(xiàn)報(bào)文丟失，立即將擁塞窗口大小減半；而對(duì)于在發(fā)送窗口中的報(bào)文，按指數(shù)級(jí)后退重傳定時(shí)器。,擁塞窗口成幾何級(jí)數(shù)減小，發(fā)送方 發(fā)送報(bào)文的速度和重傳速度也呈幾何級(jí)數(shù)減小。,擁塞窗口控制,6.1.3 報(bào)文格式,擁塞結(jié)束后，TCP采取一種算術(shù)級(jí)窗口恢復(fù)策略，以避免迅速增加窗口大小造成的振蕩。這種策略叫“慢開(kāi)始”。 慢開(kāi)始的過(guò)程：當(dāng)在一條新連接或經(jīng)過(guò)擁塞后開(kāi)始恢復(fù)的連接上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，都要從大小為1的擁塞窗口開(kāi)始，之后每收到一個(gè)確認(rèn)，擁塞窗口大小增加1。,“慢開(kāi)始”,6.1.3

47、 報(bào)文格式,當(dāng)擁塞窗口增加到原大小的一半時(shí)，進(jìn)入“擁塞避免”狀態(tài)，減緩增大窗口的速率。在擁塞避免狀態(tài)，TCP在收到窗口中所有報(bào)文的確認(rèn)后才將擁塞窗口加1。,“擁塞避免”,6.1.3 報(bào)文格式,快重傳算法規(guī)定，發(fā)送端只要一連收到三個(gè)重復(fù)的 ACK 即可斷定有分組丟失了，就應(yīng)立即重傳丟失的報(bào)文段而不必繼續(xù)等待為該報(bào)文段設(shè)置的重傳計(jì)時(shí)器的超時(shí)。,快重傳,6.1.3 報(bào)文格式,超時(shí)重傳機(jī)制是 TCP 中最重要和最復(fù)雜的問(wèn)題之一。 關(guān)鍵在于定時(shí)時(shí)間片的大小的計(jì)算。 TCP采用一種自適應(yīng)性重傳算法。大致思想是：TCP監(jiān)視每一條連接的性能，由此推算出合適的時(shí)間片，當(dāng)連接性能變化時(shí)，TCP隨即改變時(shí)間片值。,

48、（5）TCP 的超時(shí)重傳機(jī)制,6.1.3 報(bào)文格式,運(yùn)輸連接就有三個(gè)階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運(yùn)輸連接的管理就是使運(yùn)輸連接的建立和釋放都能正常地進(jìn)行。 連接建立過(guò)程中要解決以下三個(gè)問(wèn)題： 要使每一方能夠確知對(duì)方的存在。 要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報(bào)文段長(zhǎng)度，最大窗口大小，服務(wù)質(zhì)量等）。 能夠?qū)\(yùn)輸實(shí)體資源（如緩存大小，連接表中的項(xiàng)目等）進(jìn)行分配。,（6）TCP 的運(yùn)輸連接管理,6.1.3 報(bào)文格式,主機(jī) B,被動(dòng)打開(kāi),主動(dòng)打開(kāi),確認(rèn),確認(rèn),主機(jī) A,連接請(qǐng)求,用三次握手建立 TCP 連接,6.1.3 報(bào)文格式,TCP 連接釋放的過(guò)程,應(yīng)用進(jìn)程 釋放連接 A 不再發(fā)送報(bào)文,主機(jī)

49、 B,主機(jī) A,確認(rèn),確認(rèn),從 A 到 B 的連接就釋放了，連接處于半關(guān)閉狀態(tài)。 相當(dāng)于 A 向 B 說(shuō)： “我已經(jīng)沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)送了。 但你如果還發(fā)送數(shù)據(jù)，我仍接收?！?至此，整個(gè)連接已經(jīng)全部釋放。,6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),定義 局域網(wǎng)(LAN)是一種將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 局域網(wǎng)的基本特點(diǎn) 高數(shù)據(jù)傳輸率（10 1000 Mbps） 短距離（0.1 10 km） 低出錯(cuò)率（10-8 10-11）,局域網(wǎng)定義及特點(diǎn),局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE 802委員會(huì)制定； 所有標(biāo)準(zhǔn)都以802開(kāi)頭。,局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和體系結(jié)構(gòu),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),802.1A概述、體系結(jié)構(gòu) 802.

50、1B尋址、網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測(cè)量 802.2 邏輯鏈路控制。 802.3 CSMA/CD。定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。 802.4 令牌總線網(wǎng)。定義令牌總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。 802.5 令牌環(huán)網(wǎng)。定義令牌環(huán)網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。 802.6 城域網(wǎng)MAN。定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層 的規(guī)約。,802參考模型的分類(lèi),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),802.7 寬帶局域網(wǎng) 802.8 光纖技術(shù) 802.9 綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng) 802.10局域網(wǎng)的安全性 802.11無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 802.12優(yōu)先級(jí)高速局域網(wǎng)（100Mb/s的100BaseV

51、G-AnyLAN） 802.13未使用 802.14電纜電視（Cable-TV）。Cable Modem標(biāo)準(zhǔn) 802.15定義無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN，wireless personal area network） 802.16定義固定寬帶無(wú)線標(biāo)準(zhǔn) ,WiMax,802參考模型的分類(lèi),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),802.17彈性分組數(shù)據(jù)環(huán)技術(shù) 802.18Radio Regulatory Technical Advisory Group (RR-TAG) 802.19Wireless Coexistence Technical Advisory Group (TAG) 802.20定義移動(dòng)寬帶

52、無(wú)線標(biāo)準(zhǔn) 802.21網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合技術(shù) 802.22認(rèn)知無(wú)線電,802參考模型的分類(lèi),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),802.3x以太網(wǎng) 802.4令牌總線網(wǎng) 802.5令牌環(huán) 802.11無(wú)線局域網(wǎng) 802.16固定寬帶無(wú)線接入網(wǎng) 802.20移動(dòng)寬帶無(wú)線接入網(wǎng),常用局域網(wǎng)分類(lèi),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),802.4 令牌總線,802.5 令牌環(huán),802.11 無(wú)線局域網(wǎng),802.2 LLC邏輯鏈路,物理層,LLC子層,MAC子層,數(shù)據(jù)鏈路層,MAC子層實(shí)現(xiàn)共享信道的動(dòng)態(tài)分配功能。 控制和管理信道的使用，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信（多址訪問(wèn)），即用一個(gè)共享信道將多個(gè)用戶連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)他們之間的相互通信。,L

53、LC子層具有差錯(cuò)控制和流量控制功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在兩個(gè)站點(diǎn)之間的可靠傳送 。,IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),CSMA/CD訪問(wèn)方法及物理層規(guī)定。 十兆/百兆/千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都屬于此類(lèi)的一個(gè)分項(xiàng)。,IEEE 802.3,6.2.1 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),1傳統(tǒng)網(wǎng)橋 早期以太網(wǎng)中多個(gè)站點(diǎn)共享總線信道，對(duì)信道的占用采用競(jìng)爭(zhēng)的方式。共享式以太網(wǎng)連接的站點(diǎn)增加時(shí)，總線上的信號(hào)碰撞（沖突）也隨之增多，傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。為此，可以使用網(wǎng)橋?qū)⒁粋€(gè)較大的局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）分割為多個(gè)網(wǎng)段。網(wǎng)橋還可將兩個(gè)以上的LAN互連為一個(gè)邏輯LAN。無(wú)論

54、哪種情況，LAN上的所有用戶都可互相訪問(wèn)。兩個(gè)網(wǎng)橋可通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸線路互連。,6.2.2 局域網(wǎng)交換,網(wǎng)橋的工作原理是：通過(guò)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃袔⒏骶W(wǎng)段站點(diǎn)與端口的地址表。當(dāng)從一個(gè)網(wǎng)段收到一個(gè)目的地址不是本網(wǎng)段的MAC幀時(shí)，網(wǎng)橋要向別的網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)。如果該幀是發(fā)往同一網(wǎng)段上某一站的，網(wǎng)橋則不轉(zhuǎn)發(fā)，而將其濾除。當(dāng)兩個(gè)網(wǎng)段使用的MAC協(xié)議不同時(shí)，網(wǎng)橋還要進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)網(wǎng)橋?qū)膮f(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是用軟件實(shí)現(xiàn)的。 由于網(wǎng)橋起到了隔離網(wǎng)段減少?zèng)_突的作用，在一定條件下具有增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的作用。 傳統(tǒng)網(wǎng)橋的缺點(diǎn)是端口少，用軟件實(shí)現(xiàn)交換使得轉(zhuǎn)發(fā)速率較慢；其次，由于網(wǎng)橋不能濾除廣播幀，因而存在廣播風(fēng)暴。,6.2.2 局域網(wǎng)交換,2交換式集線器 集線器一般具有多個(gè)端口，通過(guò)雙絞線和計(jì)算機(jī)相連。集線器之間可級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)線路可用雙絞線或光纖。集線器分為兩種：共享式集線器和交換式集線器。 共享式集線器內(nèi)部通過(guò)一個(gè)總線把各端口連在一起，在同一時(shí)刻只有一個(gè)端口能發(fā)送數(shù)據(jù)。共享式集線器使用的協(xié)議通常為IE