淺談osi七層模型（三）

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1、淺談OSI七層模型（三）～教育資源庫(kù)　　前文介紹了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層，接著上文繼續(xù)?！　鬏攲樱簩?shí)現(xiàn)端到端的可靠傳輸?！　鬏攩挝唬簣?bào)　　本層涉及的協(xié)議：1.TCP：傳輸控制協(xié)議，面向連接的可靠協(xié)議；　　2.UDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，無(wú)連接的不可靠協(xié)議?！　nter在傳輸層有兩種主要的協(xié)議：一種是面向連接的協(xié)議TCP，一種是無(wú)連接的協(xié)議UDP。由于UDP基本上是在IP的基礎(chǔ)上增加一個(gè)短的報(bào)頭而得到的，比較簡(jiǎn)單，因此本章將先介紹UDP，然后再重點(diǎn)介紹TCP。　　在TCP/IP協(xié)議簇中，IP提供在主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)報(bào)的能力，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)根據(jù)其目

2、的主機(jī)的IP地址進(jìn)行在Inter中的路由選擇。傳輸層協(xié)議為應(yīng)用層提供的是進(jìn)程之間的通信服務(wù)。為了在給定的主機(jī)上能識(shí)別多個(gè)目的地址，同時(shí)允許多個(gè)應(yīng)用程序在同一臺(tái)主機(jī)上工作并能獨(dú)立地進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送和接收，TCP/UDP提供了應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)報(bào)的基本機(jī)制，它們提供的協(xié)議端口能夠區(qū)分一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的多個(gè)程序?！　∫簿褪钦f(shuō)，TCP/UDP使用IP地址標(biāo)識(shí)網(wǎng)上主機(jī)，使用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)應(yīng)用進(jìn)程，即TCP/UDP用主機(jī)IP地址和為應(yīng)用進(jìn)程分配的端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)應(yīng)用進(jìn)程。端口號(hào)是16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，TCP的端口號(hào)和UDP的端口號(hào)是兩個(gè)獨(dú)立的序列。盡管相互獨(dú)立，如

3、果TCP和UDP同時(shí)提供某種知名服務(wù)，兩個(gè)協(xié)議通常選擇相同的端口號(hào)。這純粹是為了使用方便，而不是協(xié)議本身的要求。利用端口號(hào)，一臺(tái)主機(jī)上多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)使用TCP/UDP提供的傳輸服務(wù)，并且這種通信是端到端的，它的數(shù)據(jù)由IP傳遞，但與IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳遞路徑無(wú)關(guān)。網(wǎng)絡(luò)通信中用一個(gè)三元組可以在全局唯一標(biāo)志一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程：　?。▍f(xié)議，本地地址，本地端口號(hào)）　　這樣一個(gè)三元組，叫做一個(gè)半相關(guān)（half-association），它指定連接的每半部分。一個(gè)完整的網(wǎng)間進(jìn)程通信需要由兩個(gè)進(jìn)程組成，并且只能使用同一種高層協(xié)議。也就是說(shuō)，不可能通信的一端用TCP協(xié)議，

4、而另一端用UDP協(xié)議。因此一個(gè)完整的網(wǎng)間通信需要一個(gè)五元組來(lái)標(biāo)識(shí)：　　（協(xié)議，本地地址，本地端口號(hào)，遠(yuǎn)地地址，遠(yuǎn)地端口號(hào)）　　這樣一個(gè)五元組，叫做一個(gè)相關(guān)（association），即兩個(gè)協(xié)議相同的半相關(guān)才能組合成一個(gè)合適的相關(guān)，或完全指定組成一連接?！　《丝谔?hào)的分配是一個(gè)重要問(wèn)題。有兩種基本分配方式：第一種叫全局分配，這是一種集中控制方式，由一個(gè)公認(rèn)的中央機(jī)構(gòu)根據(jù)用戶需要進(jìn)行統(tǒng)一分配，并將結(jié)果公布于眾。第二種是本地分配，又稱動(dòng)態(tài)連接，即進(jìn)程需要訪問(wèn)傳輸層服務(wù)時(shí)，向本地操作系統(tǒng)提出申請(qǐng)，操作系統(tǒng)返回一個(gè)本地唯一的端口號(hào)，進(jìn)程再通過(guò)合適的系統(tǒng)調(diào)用

5、將自己與該端口號(hào)聯(lián)系起來(lái)（綁扎）。TCP/UDP端口號(hào)的分配中綜合了上述兩種方式。TCP/UDP將端口號(hào)分為兩部分，少量的作為保留端口，以全局方式分配給服務(wù)進(jìn)程。因此，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器都擁有一個(gè)全局公認(rèn)的端口（即周知口，Protocol)是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層協(xié)議，進(jìn)程的每個(gè)輸出操作都正好產(chǎn)生一個(gè)UDP數(shù)據(jù)報(bào)，并組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)。UDP不提供可靠性，它把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證它們能到達(dá)目的地。應(yīng)用程序必須關(guān)心IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度。如果它超過(guò)網(wǎng)絡(luò)的MTU，那么就要對(duì)IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分片。RFC768[Post

6、el1980]是UDP的正式規(guī)范。　　UDP報(bào)文格式：每個(gè)UDP報(bào)文成為一個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)，分UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報(bào)頭由四個(gè)16位長(zhǎng)的字段組成，分別說(shuō)明該報(bào)文的源端口、目的端口、報(bào)文長(zhǎng)度以及校驗(yàn)和。UDP報(bào)文格式如下圖所示：　　UDP源端口字段和目的端口字段包含了16位的UDP協(xié)議端口號(hào)，表示發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程。UDP長(zhǎng)度字段指的是UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度，該字段的最小值為8字節(jié)（發(fā)送一份0字節(jié)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)是可以的）。UDP檢驗(yàn)和覆蓋UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)。UDP和TCP在報(bào)頭中都有覆蓋它們報(bào)頭和數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和。UDP的檢驗(yàn)和是

7、可選的，如果該字段值為0表明不進(jìn)行校驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，使用校驗(yàn)和字段是必要的?！　鬏斂刂茀f(xié)議TCP　　TCP(TransferControlProtocol)是專門設(shè)計(jì)用于在不可靠的Inter上提供可靠的、端到端的字節(jié)流通信的協(xié)議。Inter不同于一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，不同部分可能具有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、帶寬、延遲、分組大小以及其它特性。TCP被設(shè)計(jì)成能動(dòng)態(tài)滿足Inter的要求，并且足以健壯地面對(duì)多種出錯(cuò)。RFC793[Postel1981]是TCP的正式規(guī)范。123下一頁(yè)友情提醒：，特別！　　UDP提供的服務(wù)是不可靠的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，當(dāng)傳送過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)、

8、網(wǎng)絡(luò)軟件發(fā)生故障或網(wǎng)絡(luò)負(fù)載太重時(shí)，分組可能會(huì)丟失，數(shù)據(jù)可能被破壞。這就需要應(yīng)用程序負(fù)責(zé)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)工作，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)量很大的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，采用這種不可