2016年考研计算机专业辅导:传输层
二、 UDP协议 UDP数据报,校验,主要特点为,发送数据之前不需要建立连接,UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表,UDP 用户数据报只有8个字节的首部开销,网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。对实时应用很重要。 用户数据报协议是对IP协议组的扩充,它增加了一种机制,发送方使用这种机制可以区分一台计算机上的多个接收者。每个UDP报文除了包含某用户进程发送数据外,还有报文目的端口的编号和报文源端口的编号,从而使UDP的这种扩充,使得在两个用户进程之间的递送数据报成为可能。 UDP是依靠IP协议来传送报文的,因而它的服务和IP一样是不可靠的。这种服务不用确认、不对报文排序、也不进行流量控制,UDP报文右能会出现丢失、重复、失序等现象。
三、 TCP协议 TCP段,连接管理,即TCP连接建立与释放(三次握手),可靠传输,流量控制与拥塞控制,包括可变发送窗口协议等。TCP 采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节,在 TCP 报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限。发送窗口在连接建立时由双方商定。但在通信的过程中,接收端可根据自己的资源情况,随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。 TCP提供的是一种可靠的数据流服务。当传送受差错干扰的数据,或基础网络故障,或网络负荷太重而使网际基本传输系统(无连接报文递交系统)不能正常工作时,就需要通过其它协议来保证通信的可靠。TCP就是这样的协议,它对应于OSI模型的运输层,它在IP协议的基础上,提供端到端的面向连接的可靠传输。
TCP采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。简单的“带重传的肯定确认”是指与发送方通信的接收者,每接收一次数据,就送回一个确认报文,发送者对每个发出去的报文都留一份记录,等到收到确认之后再发出下一报文分组。发送者发出一个报文分组时,启动一个计时器,若计时器计数完毕,确认还未到达,则发送者重新送该报文分组。 简单的确认重传严重浪费带宽,TCP还采用一种称之为“滑动窗口”的流量控制机制来提高网络的吞吐量,窗口的范围决定了发送方发送的但未被接收方确认的数据报的数量。每当接收方正确收到一则报文时,窗口便向前滑动,这种机制使网络中未被确认的数据报数量增加,提高了网络的吞吐量。
TCP通信建立在面向连接的基础上,实现了一种“虚电路”的概念。双方通信之前,先建立一条连接,然后双方就可以在其上发送数据流。这种数据交换方式能提高效率,但事先建立连接和事后拆除连接需要开销。TCP连接的建立采用三次握手的过程,整个过程由发送方请求连接、接收方再发送一则关于确认的确认三个过程组成。 TCP的拥塞控制和流量控制是一个比较复杂的问题,它包括发送端发送报文的大小和报文的时机,接收端发送确认和窗口大小的策略。同时还要兼顾不同网络的具体情况,算法要具有一定的自适应性,在保证可靠传输的同时,尽量提高传输效率。 这里主要对目前公认的比较行之有效的一些拥塞控制和流量控制算法进行介绍和验证。主要有:TCP的滑动窗口机制、TCP的糊涂窗口综合症和Nagle算法分析、网络拥塞的处理、TCP的超时与重传、TCP的窗口探查技术、TCP的快重传和快恢复。
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