c**a exploration - 網路基礎知識
4 osi 傳輸層
4.0 本章簡介
4.0.1 本章簡介
第 } 頁 1:
無論是本地還是全球，資料網路和 inter*** 都能為人們提供順暢、可靠的通訊，以此支援以人為本的網路。人們可以在一台裝置上使用多種服務來傳送訊息或者檢索資訊。電子郵件客戶端程式、web 瀏覽器和即時訊息客戶端等應用程式使人們得以傳送訊息和查詢資訊。
這些應用程式發出的資料經過封裝傳輸，最終送達目的裝置上的相應伺服器守護程式或應用程式。我們之前曾介紹過，osi 傳輸層的程序從應用層接收資料，然後進行相應處理以便用於網路層編址。傳輸層負責終端應用程式之間的全部資料傳輸。
在本章中，我們將研究傳輸層在封裝應用程式資料以供網路層使用方面所起的作用。傳輸層還具有以下功能：
允許一台裝置上同時執行多個網路通訊應用程式；
如有必要，可以確保所有資料都能可靠、有序地傳送到正確的應用程式；
採用錯誤處理機制。
學習目標
在本章中，您將學會：
解釋傳輸層的需求；
確定傳輸層在終端應用程式之間傳輸資料的過程中所扮演的角色；
描述兩種 tcp/ip 傳輸層協議 — tcp 和 udp 協議的作用；
解釋傳輸層的關鍵功能，包括可靠性、埠編址以及資料分段；
解釋 tcp 和 udp 協議如何發揮各自的關鍵功能；
確定 tcp 或 udp 協議的應用場合，並舉出使用每個協議的應用程式的例子。
顯示視覺**
4.1 傳輸層的作用
4.1.1 傳輸層的用途
第 } 頁 1:
傳輸層將資料分段，並進行必要的控制，以便將這些片段重組成各種通訊流。在此過程中，傳輸層主要負責：
跟蹤源主機和目的主機上應用程式間的每次通訊；
將資料分段，並管理每個片段；
將分段資料重組為應用程式資料流；
標識不同的應用程式。
跟蹤各個會話
每台主機上都可以有多個應用程式同時在網路上通訊。這些應用程式將與遠端主機上的乙個或多個應用程式相互通訊。傳輸層負責管理這些應用程式間的多道通訊流。
資料分段
每個應用程式首先生成要傳送到遠端應用程式上的流資料，這些資料必須處理成便於管理的片段，以便通過傳輸介質傳送出去。傳輸層協議描述了將應用層資料分段的服務，以及每段資料所需的封裝服務。必須在傳輸層上為每段應用程式新增報頭，以關聯與該段資料相關的通訊。
重組資料段
在接收主機上，各個資料片段將被傳送到適當的應用程式。此外，還必須將這些資料片段重組為完整的資料流，這樣才能被應用層使用。傳輸層協議規定了如何使用傳輸層報頭資訊來重組要傳送到應用層的資料片段。
標識應用程式
為了將資料流傳送到適當的應用程式，傳輸層必須要標識目的應用程式。因此，傳輸層將向應用程式分配識別符號。tcp/ip 協議稱這種識別符號為埠號。
在每台主機中，每個需要訪問網路的軟體程序都將被分配乙個唯一的埠號。該埠號將用於傳輸層報頭中，以指示與資料片段關聯的應用程式。
傳輸層負責網路傳輸，是應用層和網路層之間的橋梁。它從不同的會話接收資訊後，將資料劃分成最終能在介質上多路傳輸的一些便於管理的資料片段，然後再向下層傳送資料。
應用程式不需要了解所用網路的詳細運作資訊，它們只需生成從乙個應用程式傳送到另乙個應用程式的資料，而不必理會目的主機型別、資料必須要流經的介質型別、資料傳輸的路徑以及鏈路上的擁塞情況或網路的規模。
同時，osi 模型的下層也不需要知道有多少應用程式在通過網路傳送資料。它們只需負責將資料傳送到適當的裝置。然後，傳輸層將對這些資料段排序，並將其傳送到相應的應用程式。
資料要求各不相同
由於不同的應用程式有不同的要求，所以傳輸層協議也有很多種。在一些應用程式中，資料段必須按照特定的順序到達，才能順利處理；在另一些應用程式中，必須要收到所有資料才能使用其中的某段資料；在其它應用程式中，則可以允許網路傳輸過程中丟失部分資料。
在當今的融合網路中，有不同傳輸需求的各種應用程式可以在同乙個網路上通訊。不同傳輸層協議所包含的規則各不相同，因此裝置可以處理各種各樣的資料要求。
有些協議只提供在相應的應用程式之間高效傳送資料片段所需的一些基本功能。這類協議適用於那些對資料延遲極敏感的應用程式。
其它傳輸層協議描述的程序提供了一些附加功能，例如確保應用程式之間可靠傳輸。雖然這些附加功能可以在傳輸層上提供更為健全的應用程式間資料通訊，但同時也產生了額外的開銷並增加了對網路的要求。
顯示視覺**
第 } 頁 2:
分隔多個通訊
假設某台連入網路的計算機正在收發電子郵件、使用即時訊息、瀏覽**和進行 voip **呼叫，那麼這些應用程式將同時通過網路傳送和接收資料。但是，**呼叫的資料不會傳送到 web 瀏覽器上；同樣，即時訊息的內容也不會顯示在電子郵件中。
再者，只有接收和顯示完整的電子郵件或 web 網頁，使用者才能使用其中的資訊。因此，為確保接收和顯示的資訊的完整性而導致的輕微延遲是可以接受的。
相比之下，在**交談的過程中偶爾丟失小部分內容是可以接受的。通話人可以從交談過程推斷出丟失的語音內容，否則可以直接請對方複述剛才的話。顯然，這種方式要比請求網路來管理並重發丟失的資料段更好，因為可以減少延遲。
在此例中，由使用者而不是網路來管理丟失資訊的重發或替換工作。
顯示視覺**
第 } 頁 3:
正如上一章所介紹，如果用乙個完整的通訊資料流在網路中傳送某些型別的資料（如**資訊），就會導致網路不能同時進行其它通訊，而且也難以對損壞的資料開展錯誤恢復和重新傳輸的工作。
如果將資料分割成若干小塊，然後將這些小的資料段從源裝置發往目的裝置，那麼網路中可以同時交叉收發（多路傳輸）很多不同的通訊資訊。
因此，當在同一臺計算機上同時執行多個應用程式時，可以按照傳輸層協議的要求將資料分段，然後加以收發。如果不分段，就只有乙個應用程式（例如流**）可以接收資料。在****時，您將不能接收電子郵件、使用即時訊息工具聊天或瀏覽 web 網頁。
在傳輸層中，源應用程式和目的應用程式之間傳輸的特定資料片段集合稱為會話。
為了識別每段資料，傳輸層向每個資料段新增包含二進位制資料的報頭。報頭含有一些位元字段。不同的傳輸層協議通過這些字段值執行各自的功能。
顯示視覺**
4.1.2 控制會話
第 } 頁 1:
傳輸層協議所規定的一些主要功能包括：
分段和重組 — 大多數網路對乙個 pdu 所能承載的資料量都有限制。傳輸層將應用程式資料分割成大小適當的資料塊。到達目的裝置後，傳輸層再重組資料，然後將其傳送到目的應用程式或者服務。
會話多路復用 — 網路中的每台主機上，都可能執行著多個應用程式或服務。每個應用程式或者服務都分配有乙個稱為埠的位址。通過此位址，傳輸層可以確定將資料傳送到哪乙個應用程式或者服務上。
除了使用報頭資訊，為實現基本的資料分段和重組功能，一些傳輸層協議還提供：
面向連線的會話
可靠傳輸
有序的資料重構
資料流控制
顯示視覺**
第 } 頁 2:
建立會話
傳輸層可以通過在應用程式間建立會話來實現面向連線。這些連線會讓應用程式在傳輸資料之前作好互相通訊的準備。在會話過程中，可以嚴密管理兩個應用程式間的通訊資料。
可靠傳輸
由於多種原因，資料片段在網路傳輸過程中可能會損壞或者完全丟失。傳輸層可以讓源裝置重發丟失的資料，從而確保所有資料片段都抵達目的裝置。
同序處理
由於網路可能提供了多條路由，每條路由又有不同的傳輸時間，所以可能導致資料抵達的順序錯亂。通過對資料片段編號和排序，傳輸層可以確保按正確的順序重組這些資料片段。
流量控制
網路主機的記憶體或頻寬等資源有限。當傳輸層發現這些資源超負荷運轉時，有些協議可以請求源應用程式降低資料流速。在傳輸層，可以通過調節源應用程式分批傳送的資料量實現流量控制。
流量控制可預防資料段在網路上丟失，從而避免重新傳輸。
本章在介紹傳輸層協議的同時，還將詳細介紹這些服務。
顯示視覺**
4.1.3 支援可靠通訊
第 } 頁 1:
通過前面的學習，我們了解到傳輸層的主要功能就是管理主機會話過程中的應用程式資料。但由於不同的應用程式對資料有不同的要求，因此需要開發不同的傳輸層協議來滿足這些要求。
傳輸層協議通過某種方法來確保資料的可靠傳輸。在網路術語中，可靠性指從源裝置傳送的每段資料都能夠到達目的裝置。在傳輸層中，有三項基本的可靠性操作：
跟蹤已傳送的資料
確認已接收的資料
重新傳輸未確認的資料
這就要求源主機的傳輸層程序持續跟蹤每個會話過程中的所有資料片段，並重新傳輸未被目的主機確認的資料。接收主機的傳輸層必須跟蹤所接收的資料，並確認資料是否已收到。
這種確認、跟蹤以及重新傳輸的過程雖然保障了資料傳輸的可靠性，但是也增加了網路資源的額外開銷。為了支援這種可靠性操作，需要在收發主機之間交換更多的控制資料。控制資料位於傳輸層（第 4 層）的報頭中。
這樣，可靠性和網路負載之間就達成了平衡。應用程式開發人員必須根據他們應用程式的需求，選擇適合的傳輸層協議型別。在傳輸層中，既有規定可靠保證傳輸的協議，也有規定盡力傳輸的協議。
在網路環境中，盡力傳輸被稱為不可靠傳輸，因為它缺乏目的裝置對所收到資料的確認機制。
確定可靠性需求
像資料庫、web 網頁及電子郵件等應用程式都要求傳送的資料以原始狀態到達目的裝置，這樣才能夠為目的程式所使用。任何資料的丟失都可能導致通訊失敗，要麼不能完成通訊，要麼通訊的資訊不可讀。因此，這些應用程式都設計成使用能滿足可靠性要求的傳輸層協議，同時也會考慮這些程式所需的額外網路開銷。
相比而言，其它應用程式允許丟失少量的資料。例如，如果**資料流中的一段或者兩段資料未到達目的地，就只會造成資料流的短暫中斷。這可能表現為影象失真，使用者也許不會察覺。
對於這種應用程式而言，增加開銷一方面確保了應用程式的可靠性，但另一方面卻降低了應用程式的實用性。如果**流目的裝置必須獲得完整的資料，則等待丟失資料所導致的延遲將使影象質量嚴重下降。最好採用當時收到的資料段來盡可能提供好的影象質量，而忽略可靠性。
如果出於某種原因而需要確保可靠性時，可以通過應用程式自身來提供檢查錯誤和請求重新傳送機制。
第四章知識點複習
一 對數及其運算 一 對數的概念及對數恒等式 1 在對數式中 n 0 a 0 且 a 1 負數與零沒有對數 2 loga1 0 3 logaa 1 4 5 二 對數的運算性質 如果 a 0，a 1，m 0，n 0 有 4 5 以上公式可以反過來用 換底公式 二 反函式 一 求反函式的基本步驟 1 求...
第四章知識點總結
第四章細胞的物質輸入與輸出 1.什麼是滲透作用？滲透作用發生的條件是什麼？半透膜與選擇性透過膜有什麼差異?2.動物細胞與植物細胞有哪些差異？動物細胞與植物細胞的滲透系統一樣嗎？有哪些差異？動物細胞在什麼情況下吸水，失水？3.什麼叫原生質層？植物細胞的原生質層相當於半透膜嗎？如何用實驗來證明？4.植物...
第四章光現象知識點
3 光垂直射入鏡面時，反射角為度，入射角為度 4 能從各個方向看見本身不發光的物體，這是因為發生了反射。光滑的銅鏡，鏡子，平靜的水面發生的是反射。5 夜晚迎著月光走亮的地方是水潭，揹著月光走的地方是水潭。6 無論是鏡面反射還是漫反射時，每一條光線都光的反射規律。第3節平面鏡成像 1 平面鏡成像特點 ...