第五章 運輸層
5.1 運輸控制協議TCP
特點：
1.TCP 是面向連接的運輸層協議。
2.每一條 TCP 連接只能有兩個端點 (endpoint)，每一條 TCP 連接只能是點對點的（一對一）。
3.TCP 提供可靠交付的服務。
4.TCP 提供全雙工通信。
5.面向字節流
TCP 中的“流”(stream) 指的是流入或流出進程的字節序列。
“面向字節流”的含義是：雖然應用程序和 TCP 的交互是一次一個數據塊，但 TCP 把應用程序交下來的數據看成僅僅是一連串無結構的字節流。TCP 不保證接收方應用程序所收到的數據塊和發送方應用程序所發出的數據塊具有對應大小的關係。
但接收方應用程序收到的字節流必須和發送方應用程序發出的字節流完全一樣。
TCP 連接的端點不是主機，不是主機的IP 地址，不是應用進程，也不是運輸層的協議端口。TCP 連接的端點叫做套接字 (socket) 或插口。每一條 TCP 連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）
端口號拼接到 (contatenated with) IP 地址即構成了套接字。
套接字 socket = (IP地址 : 端口號)
TCP 報文段的首部格式
1.TCP 雖然是面向字節流的，但 TCP 傳送的數據單元卻是報文段。
2.一個 TCP 報文段分爲首部和數據兩部分，而 TCP 的全部功能都體現在它首部中各字段的作用。
3.TCP 報文段首部的前 20 個字節是固定的，後面有 4n 字節是根據需要而增加的選項 (n 是整數)。因此 TCP 首部的最小長度是 20 字節。
以字節爲單位的滑動窗口
1.TCP 使用流水線傳輸和滑動窗口協議實現高效、可靠的傳輸。
2.TCP 的滑動窗口是以字節爲單位的。
3.發送方 A 和接收方 B 分別維持一個發送窗口和一個接收窗口。
4.發送窗口表示：在沒有收到確認的情況下，可以連續把窗口內的數據全部發送出去。
5.接收窗口表示：只允許接收落入窗口內的數據,並且暫時緩存起來，等待尚未發送過來的數據。
發送緩存與接收緩存的作用
發送緩存用來暫時存放：發送應用程序傳送給發送方 TCP 準備發送的數據；TCP 已發送出但尚未收到確認的數據。
接收緩存用來暫時存放：按序到達的、但尚未被接收應用程序讀取的數據；不按序到達的數據。
1.停止等待協議
協議要點：
1.停止等待。發送方每次只發送一個分組。在收到確認後再發送下一個分組。
2.編號。對發送的每個分組和確認都進行編號。
3.自動重傳請求ARQ。發送方爲每個發送的分組設置一個超時計時器。若超時計時器超時，發送方會自動重傳分組。接收方不需要請求發送方重傳某個出錯的分組。
4.簡單，但信道利用率太低。
5.全雙工通信的雙方既是發送方也是接收方。
信道利用率
爲了提高傳輸效率，發送方可以不使用低效率的停止等待協議，而是採用流水線傳輸。
流水線傳輸就是發送方可連續發送多個分組，不必每發完一個分組就停頓下來等待對方的確認。這樣可使信道上一直有數據不間斷地傳送。
由於信道上一直有數據不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。
2.連續ARQ協議
協議要點：
1.接收方一般採用累積確認的方式。即不必對收到的分組逐個發送確認，而是對按序到達的最後一個分組發送確認，這樣就表示：到這個分組爲止的所有分組都已正確收到了。
2.優點：容易實現，即使確認丟失也不必重傳。
3.缺點：不能向發送方反映出接收方已經正確收到的所有分組的信息。
Go-back-N（回退 N）
1.。如果發送方發送了前 5 個分組，而中間的第 3 個分組丟失了。這時接收方只能對前兩個分組發出確認。發送方無法知道後面三個分組的下落，而只好把後面的三個分組都再重傳一次。這就叫做 Go-back-N（回退 N），表示需要再退回來重傳已發送過的 N 個分組。可見當通信線路質量不好時，連續 ARQ 協議會帶來負面的影響。
5.2 用戶數據報協議UDP
功能：
1.複用和分用的功能
2.差錯檢測的功能
特點：
1.UDP 是無連接的，發送數據之前不需要建立連接，，因此減少了開銷和發送數據之前的時延。
2.UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連接狀態表。
3.**UDP 是面向報文的。**UDP 對應用層交下來的報文，既不合並，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。UDP 一次交付一個完整的報文。
4.UDP 沒有擁塞控制，因此網絡出現的擁塞不會使源主機的發送速率降低。這對某些實時應用是很重要的。很適合多媒體通信的要求。
5.UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信。
6.UDP 的首部開銷小，只有 8 個字節，比 TCP 的 20 個字節的首部要短。
5.3 TCP與UDP的區別
當運輸層採用面向連接額TCP協議時，儘管下面的網絡是不可靠的（只提供盡最大努力服務），但這種邏輯通信信道就相當關於一條全雙工的可靠信道。
當運輸層採用無連接的UDP時，這種邏輯通信信道是一條不可靠信道。
TCP/IP運輸端口號
1.端口用一個 16 位端口號進行標誌，允許有65,535個不同的端口號。
2.端口號只具有本地意義，即端口號只是爲了標誌本計算機應用層中的各進程。在互聯網中，不同計算機的相同端口號是沒有聯繫的。
3.第由此可見，兩個計算機中的進程要互相通信，不僅必須知道對方的端口號（爲了找到對方計算機中的應用進程） ，而且還要知道對方的 IP 地址（爲了找到對方的計算機）
5.4 TCP的流量控制
流量控制就是讓發送方的發送速率不要太快，要讓接收方來得及接收。
5.5 TCP的擁塞控制
TCP進行擁塞控制的算法：慢開始，擁塞避免，快重傳，快恢復。
5.6 TCP的運輸連接管理
