- 中文名
- 传输层
- 外文名
- Transport Layer
- 别 名
- 运输层
- 领 域
- 计算机网络
- 体 系
- Open System Interconnection(OSI)
- 功 能
- 复用和分用
传输层是国际标准化组织提出的开放系统互连(OSI)参考模型中的第四层。该层协议为网络端点主机上的进程之间提供了可靠、有效的报文传送服务。其功能紧密地依赖于网络层的虚拟电路或数据报服务。传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层也称为运输层,传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层,因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层。
传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种形式。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol) [1]。传输层提供逻辑连接的建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、流量控制、拥塞控制、多路复用和解复用、崩溃恢复等服务。
网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者,其中的每个设备称为端点;通信子网提供网络中的通信服务,其中的设备称为节点。OSI参考模型中用于通信控制的是下面四层,但它们的控制对象不一样。
(1) 分割与重组数据
(3) 连接管理
传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距,并向高层用户屏蔽通信子网的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。服务类型
运输层服务通过协议体现,因此运输层协议的等级与网络服务质量密切相关。根据差错性质,网络服务按质量可分为以下三种类型:
☆ C类服务:介于A类服务与B类服务之间。
☆ 3级:差错恢复和多路复用。是1级和2级协议的综合。
☆ 4级:差错检测、恢复和多路复用。在3级协议的基础上增加了差错检测功能。
面向连接的传输协议(TCP):数据传输之前必须先建立连接,数据传输完成之后,必须释放连接。仅支持单播传输:每条传输连接只能有两个端点,只能进行点对点的连接,不支持多播和广播的传输方式,UDP是支持的。
提供可靠的交付服务:传送的数据无差错。不丢失,不重复,且顺序与与源数据一致。
传输单位是数据段:每次发送的数据段不固定,受应用层传送报文大小和网络中的MTU(最大传输单元)值大小的影响。最小数据段可能仅有21个字节(其中20个字节属于TCP头部,数据部分仅1字节)。
支持全双工传输:通信双方可以同时发数据和接收数据。
TCP连接是基于字节流的:UDP是基于报文流的。
TCP是一个可以保证可靠数据传输的传输层协议,主要采用采用以下四个机制实现数据可靠性传输。
字节编号机制:TCP数据段以字节为单位对数据段的"数据"部分进行一一编号,确保每一个字节的数据都可以有序传送和接收。
数据段确认机制:每接收一个数据段都必须有接收端向发送端返回确认数据段,其中的确认号表示已经正确接收的数据段序号。
超时重传机制:TCP中有一个重传定时器(RTT),发送一个数据段的同时也开启这个定时器,如果定时器过期之时还没有返回确认,则定时器停止,重传该数据。
选择性确认机制:(Selective ACK,SACK)/只重传缺少部分的数据,不会重传那些已经正确接收的数据。
UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17 [2]。
UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口,目的端口,报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,比如语音和视频通信。相比TCP,UDP的传输效率更高,开销更小,但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下:
1)16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。
2)16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。
3)16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节,所以字段的最小值为8。
4)16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字段是可选的。
