计算机网络-传输层

计算机网络-传输层 传输层 2.2.4 传输层 传输层是建立在网络层和会话层之间的一个层次，实质上它是网络体系结构中高低层之间衔接的一个接口层。传输层不仅仅为一个单独的结构层，它是整个分层体系 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 的核心，没有传输层整个分层协议就没有意义。 2.2.4.1 传输层的概念 从不同的观点来看传输层，则传输层可以被划入高层，也可以被划入低层。如果从面向通信和面向信息处理的角度看，传输层属于面向通信的低层中的最高层，也就是它属于低层。如果从网络功能和用户功能的角度看，传输层则属于用户功能的高层中的最低层，也就是它属于高层。 对通信子网的用户来说，希望得到的是端到端的可靠通信服务。通过传输层的服务来弥补各通信子网提供的有差异和有缺陷的服务。通过传输层的服务，增加服务功能，使通信子网对两端的用户都变成透明的。也就是说传输层对高层用户来说，它屏蔽了下面通信子网的细节，使高层用户看不见实现通信功能的物理链路是什么，看不见数据链路的规程是什么，看不见下层有多少个通信子网和通信子网是如何联接起来的，传输层使高层用户感觉到的就好像是在两个传输层实体之间有一条端到端的可靠的通信通路。 网络层是通信子网的一个组成部分，网络层提供的是数据报和虚电路两种服务，网络服务质量并不可靠。数据报服务，网络层无法保证报文无差错、无丢失、无重复，无法保证报文按顺序从发送端到接收端。虽然虚电路服务可以保证报文无差错、无重复、无丢失和按顺序发送接收报文。但在这种情况下，也并不能保证服务能达到l00,的可靠。由于用户无法对通信子网加以控制，所以无法采用通信处理机来解决网络服务质量低劣的问题。解决问题的唯一办法就是在网络层上增加一层协议，这就是传输层协议。 传输层服务独立于网络层服务，运输服务是一种标准服务。传输层服务适用于各种网络，因而不必担心不同的通信子网所提供的不同的服务及服务质量。而网络层服务则随不同的网络，服务可能有非常大的不同。所以，传输层是用于填补通信子网提供的服务与用户要求之间的间隙的，其反映并扩展了网络层的服务功能。对传输层来说，通信子网提供的服务越多，传输层协议越简单;反之传输层协议越复杂。 传输层的功能就是在网络层的基础上，完成端对端的差错纠正和流量控制，并实现两个终端系统间传送的分组无差错、无丢失、无重复、分组顺序无误。 2.2.4.2 传输层协议 为了使不同的网络能够进行不同类型的数据传输，ISO定义了0类到4类共5类运输协议。所有5类协议都是面向联接的，5类协议都要用到网络层提供的服务，即建立网络连接。并且，在建立网络联接时，还需要建立各有关短路的联接，在数据传输结束后，释放运输联接。 服务质量是指在运输联接点之间所出现的运输联接的特征，服务质量反映了运输质量及服务的可用性，它是用以衡量传输层性能的。服务质量的内容主要包括:建立联接延迟、建立联接失败、吞吐量、传输延迟、残留差错率、联接拆除延迟、联接拆除失败率、联接回弹率、运输失败率等等。 根据用户的要求和差错的性质，网络服务按质量被划分为三种类型: (1)A型网络服务。网络联接具有可接受的低差错率(残留差错率或漏检差错率)和可接受的低故障通知率(通知传输层的网络联接释放或网络联接重建)。网络服务是一个高效的、理想的、可靠的服务。A型网络服务条件下，网络中传输的分组不会丢失和失序。在这种情况下，传输层就不需要提供故障恢复和重新排序的服务。 (2)B型网络服务。网络联接具有可接受的低差错率和不可接受的低故障通知率。网络服务是完美的分组传递交换，但有网络联接释放或网络联接重建问题。 (3)C型网络服务。网络联接具有不可接受的高差错率。C型网络服务质量最差，对于这类的网络，运输协议要具有对网络进行检错和差错恢复能力，具有对失序、重复、错误投递的分组进行检错和更正能力。 OSI根据传输层功能的特点按级别为传输层定义了一套功能集，这套功能集包括0类到4类共五类协议。 (1)0类协议。0类协议是面向A型网络服务的。其功能只是建立一个简单的端到端的运输联接和在数据传输阶段具有将长数据报文分段传送的功能。0型协议没有差错恢复和将多条运输联接复用到一条网络联接上的功能。0类协议是最简单的协议。 (2)1类协议。l类协议是面向B型网络服务的。其功能是在0类型协议的基础上增加了基本差错恢复功能。基本差错是指出现网络联接断开或网络联接失败，或者收到了未被认可的运输联接的数据单元。 (3)2类协议。2类协议也是面向A型网络服务的。但2类协议具有复用功能，能进行对运输联接的复用，协议具有相应的流量控制功能。2类协议中没有网络联接故障恢复功能。 (4)3类协议。3类协议是面向B型网络服务的。3类协议的功能既有差错恢复功能，又有复用功能。 (5)4类协议。4类协议是面向C型网络服务的。4类协议具有差错检测、差错恢复、复用等功能。它可以在网络服务质量差时保证高可靠的数据传输。4类协议是最复杂的协议。 现在通用的传输层的协议是TCP，它是TCP/IP协议族中的一个重要协议。TCP/IP协议族是美国国防部高级计划研究局为实现ARPA互联网而开发的。其准确的名称应该是Internet协议族。虽然TCP不是OSI标准，但已被公认为当前的工业标准。 2.2.4.3 传输层的功能 传输层的作用可归纳为两类:一类是运输联接管理，即负责建立和在通信完毕时释放运输联接;另一类是数据传送。 (1)联接与传输 在一般情况下，会话层要求的每个传送联接，传输层相应都要在网络层上建立联接。运输层的这种联接总是以通信子网提供的服务为基础的。当传输吞吐量大，需要建立多条网络传输联接时，为减少费用，传输层可把几条传输联接在同一条网络联接上，实行多路复用。所以要求传输层建立的多路复用对会话层都是透明的。 (2)传输服务 网络层的服务包括数据报和虚电路。当网络层提供的是虚电路服务，那么传输层能保证对报文的正确接收，传输层协议同通信子网能够构成可靠的计算机网。如果网络层提供的是数据报服务，传输层协议则必须包括差错校验及差错恢复。因为此时网络层提供的服务没有进行差错控制、丢失、报文重复等处理工作的服务，可靠性较差。 传输层的服务，使高层的用户可以完全不考虑信息在物理层、数据链路层和网络层通信的详细情况，方便了用户使用。 (3)端对端通信 传输层的协议都具有端对端的性质，其中端被定义为对接传输实体。通过传输层提供的服务，实现了从一个传输实体到另一个传输实体的网络联接，所以传输层不关心路径选择和中断。 值得注意的问题是传输层与链路层之间，它们的协议有相似之处，但是它们之间的区别是非常大的。传输层的环境比链路层的环境要复杂得多。这是由于传输层的环境是两个主机以整个子网为通信信道进行通信。数据链路层的环境是两个分组交换结点直接通过一条物理信道进行通信。 (4)状态报告和安全保密 传输层不仅要为传输层用户提供传输层实体或运输联接的状态信息，还要提供对发送者与接收者的确认、数据加密与解密、通过保密的链路和结点的路由选择等安全的服务。 差错控制方式基本上分为两类，一类称为“反馈纠错”，另一类称为“前向纠错”。在这 两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。 (1)反馈纠错 这种方式在是发信端采用某种能发现一定程度传输差错的简单编码方法对所传信息进行编码 ，加入少量监督码元，在接收端则根据编码规则收到的编码信号进行检查，一量检测出(发 现)有错码时，即向发信端发出询问的信号，要求重发。发信端收到询问信号时，立即重发 已发生传输差错的那部分发信息，直到正确收到为止。所谓发现差错是指在若干接收码元中 知道有一个或一些是错的，但不一定知道错误的准确位置。图6,1给出了“差错控制”的 示意方框图。 (2)前向纠错 这种方式是发信端采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的较复杂的编码方法，使接收 端在收到信码中不仅能发现错码，还能够纠正错码。在图6,1中，除去虚线所框部分就是前 向纠错的方框示意图。采用前向纠错方式时，不需要反馈信道，也无需反复重发而延误传输 时间，对实时传输有利，但是纠错设备比较复杂。 (3)混合纠错 混合纠错的方式是:少量纠错在接收端自动纠正，差错较严重，超出自行纠正能力时，就向 发信端发出询问信号，要求重发。因此，“混合纠错”是“前向纠错”及“反馈纠错”两种 方式的混合。 对于不同类型的信道，应采用不同的差错控制技术，否则就将事倍功半。 反馈纠错可用于双向数据通信，前向纠错则用于单向数字信号的传输，例如广播数字电视系统，因为这种系统没有反馈通道。 流量控制与阻塞控制的关系及其区别? 流量控制是为了防止阻塞的发生。流量控制和阻塞控制的目的都是为了提高网络性能，保证业务的服务质量。 流量控制与阻塞控制的区别在于:流量控制的目的在于控制进入网络的数量，以尽量避免阻塞的发生。而阻塞控制的目的是当网络已经阻塞时，采取措施减小阻塞带来的影响，避免阻塞的进一步加剧～～