1 / 46

第 4 章 OSI 傳輸層

第 4 章 OSI 傳輸層. 學習目標. 在學習本章之後，讀者將可以回答下列的問題： 為何需要傳輸層？ 在端點對端點的資料傳遞中，傳輸層的角色為何？ 在 TCP/IP 傳輸層中， TCP 與 UDP 協定的角色為何？ 傳輸層的主要功能：可靠度、連接埠位址和分割等是如何運作？ TCP 與 UDP 是如何處理各項主要功能？ TCP 或 UDP 的使用時機為何？ . 圖 4-1 OSI 傳輸層 . 傳輸層的角色 . 傳輸層可以在終端使用者之間進行資料的傳輸，並且提供較高層協定可靠的資料傳輸服務 . 傳輸層的角色（續） . 傳輸層的目的 支援可靠的通訊

harlan
Télécharger la présentation

第 4 章 OSI 傳輸層

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第4章 OSI傳輸層

  2. 學習目標 在學習本章之後，讀者將可以回答下列的問題： • 為何需要傳輸層？ • 在端點對端點的資料傳遞中，傳輸層的角色為何？ • 在TCP/IP傳輸層中，TCP與UDP協定的角色為何？ • 傳輸層的主要功能：可靠度、連接埠位址和分割等是如何運作？ • TCP與UDP是如何處理各項主要功能？ • TCP或UDP的使用時機為何？

  3. 圖4-1OSI傳輸層

  4. 傳輸層的角色 • 傳輸層可以在終端使用者之間進行資料的傳輸，並且提供較高層協定可靠的資料傳輸服務

  5. 傳輸層的角色（續） • 傳輸層的目的 • 支援可靠的通訊 • TCP與UDP • 連接埠位址 • 分割與重組：分解與結合

  6. 傳輸層的目的 • 在來源端和目的端主機的應用程式之間，追蹤個別的通訊 • 分割資料並且管理每個資料段 • 將資料段重組為資料流 • 辨別不同的應用程式 • 在終端使用者之間執行流量控制 • 啟動「錯誤恢復」（error recovery）機制 • 啟始一個會談（session）

  7. 傳輸層的目的（續） 圖4-2　啟動設備上的應用程式進行通訊

  8. 傳輸層的目的（續） 圖4-3　追蹤對話

  9. 傳輸層的目的（續） 圖4-4　分割

  10. 傳輸層的目的（續） • 重組資料段：資料很可能會以不同的順序抵達。傳輸層主要是將資料段加以編號和排序，以確保資料段能夠重組成原本正確的順序 • 識別應用程式：TCP/IP協定稱此識別碼為「埠號」（port number）。凡是存取網路的軟體程序，都會被賦予一個唯一的埠號

  11. 傳輸層的目的（續） • 流量控制：限制來源端所傳送的資料量是傳輸層的工作 • 錯誤恢復機制：傳輸層可以確保所有片段資料會順利抵達目的地 • 啟始一個會談：傳輸層可以透過連線導向的方式，在應用程式間建立一個會談（session）

  12. 傳輸層的目的（續） • 資料需求的差異 • 為滿足各種不同應用的需求，必須要有多種的傳輸層協定 • UDP（User Datagram Protocol），只能在應用程式間傳遞資料片段的基本功能 • 如TCP（Transmission Control Protocol），則具備一些附加的功能，如確保資料在應用程式間可靠的傳遞

  13. 支援可靠的通訊 • 追蹤所傳輸的資料 • 收到資料後發出回應 • 重傳任何未收到回應的資料

  14. 支援可靠的通訊（續） 圖4-5　傳輸層協定

  15. TCP與UDP • 「傳輸控制協定」（TCP）和「使用者資料包協定」（UDP）

  16. TCP與UDP（續） • 使用者資料包協定（UDP） • UDP傳輸的資料單位，稱為「資料包」（datagram） • UDP是以「盡力傳送」的方式來傳送資料包 • 應用程式包括：網域名稱系統（DNS）、視訊串流、IP語音電話（VoIP）

  17. TCP與UDP（續） • 傳輸控制協定（TCP） • TCP是一種連線導向（connection-oriented）的通訊協定 • 應用程式包括：Web瀏覽器、電子郵件、檔案傳輸 圖4-7TCP資料包

  18. 連接埠位址 圖4-8　辨識各種交談

  19. 連接埠位址（續） • 埠號位址型態與工具 • 周知埠號（數字0到1023） • 註冊埠號（數字1024到49151） • 動態或私有埠號（數字49152到65535）

  20. 連接埠位址（續） 表4-1　周知埠號

  21. 連接埠位址（續） 表4-2　註冊埠號

  22. 連接埠位址（續） • 動態或私有連接埠：動態或私有連接埠（數字49152到65535）也稱為Ephemeral連接埠 表4-3TCP/UDP共用埠號

  23. 連接埠位址（續） • netstat命令：有時候，必須知道在網路主機中，哪個運作中的TCP連線是處於開啟狀態。Netstat是一個重要的網路公用程式，可用於確認這些連線

  24. 連接埠位址（續）

  25. 分割與重組：分解與結合 圖4-9　傳輸層功能

  26. TCP通訊協定：可靠的通訊 • TCP經常被稱作是連線導向的協定，是一種保證可靠度，並依序由傳送端至接收端發送資料的協定。 • 連線的建立和終止 • 「三向信號交換」（three-way handshake）方法 • 流量控制、視窗的擁擠控制以及資料的重傳

  27. TCP通訊協定：可靠的通訊（續） • 進行可靠的交談 • TCP伺服器程序 • 建立和終止TCP連線 • TCP三向信號交換 • 終止TCP會談 • 採用視窗技術的TCP回應 • TCP重新傳輸 • TCP擁擠控制：資料段遺失的最小化

  28. 進行可靠的交談 • 採用連線導向的會談（session）

  29. TCP伺服器程序 • 於伺服器上執行的每個應用程式，都會有一個對應的埠號，是由系統管理員手動方式設定或為預設值 圖4-10　用戶端傳送TCP請求

  30. 建立和終止TCP連線 • 在通訊完成後，則須關閉會談並終止連線

  31. TCP三向信號交換 • 確認目的設備存在於網路上 • 驗證目的設備中有一個運作中的服務，可以接受目的埠號的請求，以建立與用戶端的會談 • 通知目的設備，來源用戶端嘗試在該埠號上建立一個通訊會談

  32. TCP三向信號交換（續） 圖4-11　建立TCP連線：SYN ACK

  33. 終止TCP會談 圖4-12TCP連線終止：FIN ACK

  34. 採用視窗技術的TCP回應 • TCP傳送資料段中的回應編號至來源端，告知接收端正期望接收下一個位元組，此類回應稱之為「期望回應」（expectational acknowledgement） • 在接收到回應值之前，啟始端可以傳送的資料量，稱之為「視窗長度」（window size）。「視窗長度」是TCP標頭中的一個欄位

  35. 採用視窗技術的TCP回應（續） 圖4-13TCP資料段的回應

  36. TCP重新傳輸 • TCP提供一些管理資料段遺失的方法，其中的一項機制是重新傳輸未獲回應的資料段

  37. TCP擁擠控制：資料段遺失的最小化 • TCP標頭中的「視窗長度欄位」（window size field），可指定在獲得回應前所能傳輸的資料量 圖4-14TCP資料段回應和視窗長度

  38. TCP擁擠控制：資料段遺失的最小化（續） • 動態視窗長度：若接收端因緩衝區記憶體限制而需要降低通訊速率時，它可以傳送較小的視窗長度值做為回應 圖4-15TCP擁擠和流量控制

  39. UDP通訊協定：低虛工通訊 • 提供基本傳輸層功能的簡單通訊協定 • 非連線導向的運作方式 • 不提供複雜的重新傳輸、排序和流程控制機制

  40. UDP通訊協定：低虛工通訊（續） • UDP：低虛工與可靠度的比較 • UDP資料包重組 • UDP伺服器程序與請求 • UDP用戶端程序

  41. UDP：低虛工與可靠度的比較 • 因為UDP的額外虛工較低，且不必如TCP提供一些可靠度功能 • 使用UDP的應用程式並非都不可靠，使用UDP僅表示不是由傳輸層協定來提供可靠度

  42. UDP資料包重組 圖4-16UDP資料組合

  43. UDP伺服器程序與請求 • 以UDP為基礎的伺服器應用程式，會有對應的已知或註冊的埠號

  44. UDP用戶端程序 • 主從式通訊是由用戶端的應用程式所啟始，由該應用程式向伺服器程序發出資料請求 • 目的連接埠（destination port）通常是眾所周知或用於伺服器程序的已註冊埠號

  45. UDP用戶端程序（續） 圖4-17　用戶端傳送UDP請求

  46. 摘要 • 傳輸層藉由下列方式提供資料網路的需求： • 在來源和目的主機上的應用程式之間，追蹤個別的通訊 • 分割資料並且管理每個資料段 • 組合資料段成為應用程式的資料流 • 識別不同的應用程式 • 在使用者之間執行流量控制 • 啟用「錯誤回復原」機制 • 啟始一個會談 • UDP和TCP是常見的傳輸層協定

More Related