1.1計算機網絡發展歷史

計算機網絡的發展歷史1．面向終端的計算機網絡—以數據通信為主2．面向通信的計算機網絡—以資源共享為主3．面向應用的計算機網絡—體系標準化4．面向未來的計算機網絡—以Internet為核心的高速計算機網絡計算機網絡的演變過程？計算機網絡是利用通信設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統互相連接起來,以功能完善的網絡軟件(即網絡通信協議、信息交換方式和網絡操作系統等)實現網絡中的資源共享和信息傳遞的系統。計算機網絡中的計算機通常都處于不同的地理位置相互連接的計算機之間不存在互為依賴的關系。網絡操作系統（單機OS功能+網絡通信協議+網絡資源管理+網絡服務）網絡的根本目的是為了實現資源共享，資源包括硬件與軟件，如程序、數據庫、存儲設備、打印機等。計算機網絡的定義計算機網絡的功能數據通信資源共享分布式處理和均衡負荷提高安全可靠

計算機網絡的特點可靠性獨立性高效性擴充性透明性可控性廉價性2、計算機網絡的組成與分類

計算機網絡的系統的邏輯組成計算機網絡的硬件組成計算機網絡的軟件組成計算機網絡的分類：計算機網絡是由計算機系統、網絡節點和通信鏈路等組成的系統。邏輯上分為資源子網和通信子網兩部分。

圖1-1計算機網絡的組成計算機網絡系統的邏輯組成交換信息處理CCP:communicationcontrolprocessor,通信控制處理機，網絡節點，交換機、路由器等設備。計算機網絡的組成計算機網絡的硬件組成：計算機網絡是由主機、網絡設備（modem、路由器等）、傳輸介質（光纖、紅外等）組成。

計算機網絡的軟件組成：計算機網絡是由網絡協議和通信軟件、網絡操作系統、網絡管理及網絡應用軟件組成。

按通信媒體劃分：有線網和無線網按網絡的管理方式劃分：對等網和客戶機/服務器網絡按使用對象劃分：公用網和專用網按距離劃分：局域網、廣域網、城域網（互相連接組成互聯網）按網絡的傳輸技術劃分：廣播式網絡：所有聯網計算機共享一個公共通信信道點到點網絡：每條物理線路連接一對計算機計算機網絡的分類1.3計算機網絡的拓撲結構計算機網絡拓撲結構式指一個網絡中各節點之間互連的幾何構形，可表示出網絡服務器、工作站的網絡配置和互相之間的連接。總線型拓撲結構環形拓撲結構星型拓撲結構樹形拓撲結構網狀拓撲結構混合型結構網狀星型集線器總線環型混合型網1.4標準化組織制定標準的必要性標準的分類制定標準的一些組織：國際標準化組織ISO、國際電信聯盟ITU、國際電子技術委員會IEC、美國國家標準學會ANSI、電氣與電子工程師學會IEEE、電子工業協會EIA、歐洲計算機制造商協會ECMA、歐洲電信標準機構ETSI、國標GB(中華人民共和國國家標準化管理局)數據通信系統概念與模型通信是為了交換信息（Information）。信息的載體可以是數字、文字、語音、圖形和圖像，常稱它們為數據（Data）。數據是對客觀事實進行描述與記載的物理符號。信息是數據的集合、含義與解釋。如對一個企業當前生產各類經營指標的分析，可以得出企業生產經營狀況的若干信息。顯然，數據和信息的概念是相對的，甚至有時將兩者等同起來。1數據、信息和信號

數據可分為模擬數據和數字數據。模擬數據取連續值，數字數據取離散值。在數據被傳送之前，要變成適合于傳輸的電磁信號：或是模擬信號，或是數字信號。所以信號（Signal）是數據的電磁波表示形式。模擬數據和數字數據都可用這兩種信號來表示。模擬信號是隨時間連續變化的信號，這種信號的某種參量，如幅度、頻率或相位等可以表示要傳送的信息。傳統的電話機送話器輸出的語音信號，電視攝像機產生的圖像信號以及廣播電視信號等都是模擬信號。數字信號是離散信號，如計算機通信所用的二進制代碼“0”和“1”組成的信號。模擬信號和數字信號的波形圖下頁圖所示。數據、信息和信號數據通信系統概念與模型信源：信號源端；發送器/調制器/變換器：信源信號形式至傳輸系統信號形式轉換；傳輸系統：實現信號發送器至接收器傳輸；接收器/解調器/反變換器：傳輸系統信號形式至信宿信號形式轉換；信宿：信號目的端；噪聲：信道噪聲，可能是進入信道的各種外部噪聲，也可能是通信系統中各種電路、器件或設備自身產生的內部噪聲。2：通信系統模型通信系統模型噪聲

2.1.數據通信系統數據通信系統模型從數據通信原理角度來看，數據通信系統是通過數據電路將分布在異地的數據終端設備與計算機系統連接起來，實現數據傳輸、交換、存儲和處理的系統。典型的數據通信系統模型由數據終端設備、數據電路和計算機系統三部分組成。數據終端設備（DTE）在數據通信系統中，用于發送和接收數據的設備稱為數據終端設備（簡稱DTE）。DTE可能是大、中、小型計算機，也可能是一臺只接收數據的打印機，所以說DTE屬于用戶范疇，其種類繁多，功能差別較大。從計算機和計算機通信系統的觀點來看：終端是輸入/輸出的工具；從數據通信網絡的觀點來看：計算機和終端都稱為網絡的數據終端設備，簡稱終端。

在數據終端組成中，輸入/輸出設備很好理解，值得一提的是通信控制器。由于數據通信是計算機與計算機或計算機與終端間的通信，為了有效而可靠地進行通信，通信雙方必須按一定的規程進行，如收發雙方的同步、差錯控制、傳輸鏈路的建立、維待和拆除及數據流量控制等，這一功能就是由網絡中的通信控制器來完成的。在通信控制器中實現上述功能不像傳統電話通信那樣靠硬件來實現，在計算機網絡的數據通信中，通信控制器是通過一種稱之為“協議”的軟件來實現的。不同的網絡，在通信控制器中可能會有不同的協議軟件。

另外數據終端的類型有很多種，有簡單終端和智能終端、同步終端和異步終端、本地終端和遠程終端等，需要解釋的是同步終端和異步終端。同步終端是以幀同步方式（如X.25、HDLC等）和字符同步方式（如BSC）工作的終端；異步終端是起止式終端，在每個字符的首尾加“起”和“止”比特，以實現收發雙方的同步，字符和字符之間的間隙時間可以任意長，因此稱為異步。

數據終端還可分為分組型終端（PT）和非分組型終端（NPT）兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端（TeLetex）、用戶分組裝拆設備（PAD）、用戶分組交換機、專用電話交換機（PABX）、可視圖文接入設備（VAP）和局域網（LAN）等各種專用終端設備；非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端和用戶電報終端等各種專用終端。數據電路終接設備（DCE）用來連接DTE與數據通信網絡的設備稱為數據電路終接設備（DCE），該設備為用戶設備提供入網的連接點。DCE的功能就是完成數據信號的變換。因為傳輸信道可能是模擬的，也可能是數字的，DTE發出的數據信號不適合信道傳輸，所以要把數據信號變成適合信道傳輸的信號。利用模擬信道傳輸，要進行“數字→模擬”變換，方法就是調制，而接收端要進行反變換，即“模擬→數字”變換，這就是解調，實現調制與解調的設備稱為調制解調器（MODEM）。因此調制解調器就是模擬信道的數據電路終接設備。在利用數字信道傳輸信號時不需調制解調器，但DTE發出的數據信號也要經過某些變換才能有效而可靠地傳輸，對應的DCE即數據服務單元（DSU），其功能是碼型和電平的變換，信道特性的均衡，同步時鐘信號的形成，控制接續的建立、保持和拆斷（指交換連接情況），維護測試等。

數據電路和數據鏈路數據電路指的是在線路或信道上加信號變換設備之后形成的二進制比特流通路，它由傳輸信道及其兩端的數據電路終接設備（DCE）組成。如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調制解調器（MODEM）。它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換；如果傳輸信道為數字信道，DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。

傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接，通信結束后再拆除；專線連接由于是固定連接，所以無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。

數據鏈路是在數據電路已建立的基礎上，通過發送方和接收方之間交換“握手”信號，使雙方確認后方可開始傳輸數據的兩個或兩個以上的終端裝置與互聯線路的組合體。所謂“握手”信號是指通信雙方建立同步聯系、使雙方設備處于正確收發狀態、通信雙方相互核對地址等。如圖3-2所示，加了通信控制器以后的數據電路稱為數據鏈路。可見數據鏈路包括物理鏈路和實現鏈路協議的硬件和軟件。只有建立了數據鏈路之后，雙方DTE才可真正有效地進行數據傳輸。但要注意的是：在數據通信網中，DTE僅僅操作于相鄰的兩個節點之間，因此從一個DTE到另一個DTE之間的連接可以操作多段數據鏈路。數據通信方式并行通信方式

并行通信傳輸中有多個數據位，同時在兩個設備之間傳輸。發送設備將這些數據位通過對應的數據線傳送給接收設備，還可附加一位數據校驗位。接收設備可同時接收到這些數據，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計算機內的總線結構就是并行通信的例子。這種方法的優點是傳輸速度快，處理簡單。串行通信方式串行數據傳輸時，數據是一位一位地在通信線上傳輸的，先由具有幾位總線的計算機內的發送設備，將幾位并行數據經并--串轉換硬件轉換成串行方式，再逐位經傳輸線到達接收站的設備中，并在接收端將數據從串行方式重新轉換成并行方式，以供接收方使用。串行數據傳輸的速度要比并行傳輸慢得多，但對于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統來說具有更大的現實意義。串行通信的方向性結構串行數據通信的方向性結構有三種，即單工、半雙工和全雙工。

單工數據傳輸只支持數據在一個方向上傳輸；

半雙工數據傳輸允許數據在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許數據在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；

全雙工數據通信允許數據同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，它要求發送設備和接收設備都有獨立的接收和發送能力。數據通信系統的主要技術指標1.數據傳輸速率

1)數據傳輸速率--每秒傳輸二進制信息的位數，單位為位/秒，記作bps或b/s。

2)信號傳輸速率--單位時間內通過信道傳輸的碼元數，單位為波特，記作Baud。2.信道容量

1)信道容量表示一個信道的最大數據傳輸速率，單位：位/秒(bps)

信道容量與數據傳輸速率的區別是，前者表示信道的最大數據傳輸速率，是信道傳輸數據能力的極限，而后者是實際的數據傳輸速率。像公路上的最大限速與汽車實際速度的關系一樣。數據通信系統的主要技術指標3差錯率衡量通信系統可靠性的指標可用信號在傳輸工程中出錯的概率來表達，即用差錯率來衡量。（1）碼元差錯率Pe，誤碼率指發生差錯的碼元數在傳輸總碼元數中所占的比例，也就是碼元在傳輸系統中被傳錯的概率。（2）信息差錯率Pb,誤信率指發生差錯的信息量在信息傳輸總量中所占的比例。在二進制傳輸中，碼元差錯率就是比特差錯率，即Pe=Pb；在多進制傳輸中，可由碼元差錯率求出比特差錯率。數據通信系統的主要技術指標4帶寬：帶寬（Bandwidth）指信號所占據的頻帶寬度；在被用來描述信道時，帶寬是指能夠有效通過該信道的信號的最大頻帶寬度。對于模擬信號而言，帶寬又稱為頻寬，以赫茲（Hz）為單位。例如模擬語音電話的信號帶寬為3400Hz，一個PAL-D電視頻道的帶寬為8MHz（含保護帶寬）。對于數字信號而言，帶寬是指單位時間內鏈路能夠通過的數據量。例如ISDN的B信道帶寬為64Kbps。由于數字信號的傳輸是通過模擬信號的調制完成的，為了與模擬帶寬進行區分，數字信道的帶寬一般直接用波特率或符號率來描述。時延：個數據報文或分組從一個網絡（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。

一、頻分復用技術應用于模擬信號傳輸方式；高帶寬線路帶寬被分成多個頻段；將每一路信號調制對應的頻段；不同頻段的信號復合在一起通過同一線路傳輸；接收端根據和頻段的固定對應關系確定每一路信號。二、時分復用技術前提是線路傳輸速率是信號傳輸速率的N倍，N＞1。以時間T為周期劃分線路傳輸時間；將時間T劃分為N個稱為時隙的相同時間間隔t（t=T/N）；每一個時隙能夠傳輸一路信號時間周期T內需要傳輸的數據；N路信號路可以在時間周期T內傳輸完全部數據。三、波分復用技術雖然波長對應頻率，但波分復用和頻分復用有所區別；頻分復用是連續頻段、連續幅度的多路信號復用；波分復用是單一頻率、離散幅度的多路信號復用。四、碼分復用每一個站分配不同的碼片，不同站碼片相互正交；發送的的每一位二進制數擴展為碼片（1碼片，0碼片取反）；碼片同步情況下，多個移動站可以同時發送，基站能夠分離出不同移動站發送的數據（碼片序列）。

2.6數據壓縮技術冗余度壓縮：也成為無損壓縮、無失真壓縮、可逆壓縮等；根據香農信息論，數據是信息和冗余度的組合，去掉冗余或減少冗余實現的壓縮方法。熵壓縮：也成為有損壓縮，不可逆壓縮。是允許一定程度的失真情況下的壓縮，這種壓縮可能有較大的壓縮比，但損失的信息不能再恢復。

??音頻壓縮技術音頻壓縮技術指的是對原始數字音頻信號流（PCM編碼）運用適當的數字信號處理技術，在不損失有用信息量，或所引入損失可忽略的條件下，降低（壓縮）其碼率，也稱為壓縮編碼。它必須具有相應的逆變換，稱為解壓縮或解碼。音頻信號在通過一個編解碼系統后可能引入大量的噪聲和一定的失真。

數字信號的優勢是顯而易見的，而它也有自身相應的缺點，即存儲容量需求的增加及傳輸時信道容量要求的增加。以CD為例，其采樣率為44.1KHz，量化精度為16比特，則1分鐘的立體聲音頻信號需占約10M字節的存儲容量，也就是說，一張CD唱盤的容量只有1小時左右。音頻壓縮技術CCITT（現ITU-T）在語音信號壓縮的標準化方面做了大量的工作，制訂了如G.711、G.721、G.728等標準，并逐漸受到業界的認同。MPEG全名為MovingPicturesExpertsGroup/MotinPicturesExpertsGroup，中文譯名是動態圖像專家組。MPEG標準主要有以下五個，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等。該專家組建于1988年，專門負責為CD建立視頻和音頻標準，而成員都是為視頻、音頻及系統領域的技術專家。及后，他們成功將聲音和影像的記錄脫離了傳統的模擬方式，建立了ISO/IEC1172壓縮編碼標準，并制定出MPEG-格式，令視聽傳播方面進入了數碼化時代。因此，大家現時泛指的MPEG-X版本，就是由ISO(InternationalOrganizationforStandardization）所制定而發布的視頻、音頻、數據的壓縮標準。MPEG標準的視頻壓縮編碼技術主要利用了具有運動補償的幀間壓縮編碼技術以減小時間冗余度，利用DCT技術以減小圖像的空間冗余度，利用熵編碼則在信息表示方面減小了統計冗余度。這幾種技術的綜合運用，大大增強了壓縮性能。MPEG-1是MPEG組織制定的第一個視頻和音頻有損壓縮標準。視頻壓縮算法于1990年定義完成。1992年底，MPEG-1正式被批準成為國際標準。MPEG-1是為CD光碟介質定制的的視頻和音頻壓縮格式。一張70分鐘的CD光碟傳輸速率大約在1.4Mbps。而MPEG-1采用了塊方式的運動補償、離散馀弦變換（DCT）、量化等技術，并為1.2Mbps傳輸速率進行了優化。MPEG-1隨后被VideoCD采用作為核心技術。MPEG-1的輸出質量大約和傳統錄像機VCR，信號質量相當，這也許是VideoCD在發達國家未獲成功的原因。MPEG1在音頻壓縮標準化方面取得巨大成功的是MPEG1音頻（ISO/IEC11172-3）。在MPEG1中，對音頻壓縮規定了三種模式，即層Ⅰ、層Ⅱ（即MUSICAM，又稱MP2），層Ⅲ（又稱MP3）。

語音壓縮方案的選擇軟件壓縮方案速率音質抗環境噪聲能力抗誤碼能力傳輸音頻特性算法公開性算法復雜程度芯片壓縮方案芯片尺寸芯片功耗附帶的AD/DA等功能成本代表芯片：CMX618、AMBE2000視頻壓縮技術所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術，將某個視頻格式的文件轉換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標準有國際電聯的H.261、H.263，運動靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準，此外在互聯網上被廣泛應用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。視頻壓縮技術MPEG是活動圖像專家組（MovingPictureExpertsGroup）的縮寫，于1988年成立，是為數字視/音頻制定壓縮標準的專家組，目前已擁有300多名成員，包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG組織最初得到的授權是制定用于“活動圖像”編碼的各種標準，隨后擴充為“及其伴隨的音頻”及其組合編碼。后來針對不同的應用需求，解除了“用于數字存儲媒體”的限制，成為現在制定“活動圖像和音頻編碼”標準的組織。MPEG組織制定的各個標準都有不同的目標和應用，目前已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標準。H.264/AVCH.264集中了以往標準的優點，并吸收了以往標準制定中積累的經驗，采用簡潔設計，使它比MPEG4更容易推廣。H.264創造性了多參考幀、多塊類型、整數變換、幀內預測等新的壓縮技術，使用了更精細的分象素運動矢量（1/4、1/8）和新一代的環路濾波器，使得壓縮性能大大提高，系統更加完善。H.264主要有以下幾大優點：－高效壓縮：與H.263+和MPEG4SP相比，減小50%比特率；－延時約束方面有很好的柔韌性；－容錯能力；－編/解碼的復雜性可伸縮性；－解碼全部細節：沒有不匹配；－高質量應用；－網絡友善。H.264H.264是ITU-T以H.26x系列為名稱命名的視頻編解碼技術標準之一。國際上制定視頻編解碼技術的組織有兩個，一個是“國際電聯（ITU-T）”，它制定的標準有H.261、H.263、H.263+等，另一個是“國際標準化組織（ISO）”它制定的標準有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264則是由兩個組織聯合組建的聯合視頻組（JVT）共同制定的新數字視頻編碼標準，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高級視頻編碼（AdvancedVideoCoding，AVC），而且它將成為MPEG-4標準的第10部分。因此，不論是MPEG-4AVC、MPEG-4Part10，還是ISO/IEC14496-10，都是指H.264。H.264是ITU-T的VCEG（視頻編碼專家組）和ISO/IEC的MPEG（活動圖像編碼專家組）的聯合視頻組（JVT：jointvideoteam）開發的一個新的數字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。1998年1月份開始草案征集，1999年9月，完成第一個草案，2001年5月制定了其測試模式TML-8，2002年6月的JVT第5次會議通過了H.264的FCD板。2003年3月正式發布。在2005年又開發出了H.264的更高級應用標準MVC和SVC版本。442.7

差錯控制與檢錯什么是差錯控制？在通信過程中，發現、檢測差錯并進行糾正為何要進行差錯控制？不存在理想的信道→傳輸總會出錯與語音、圖像傳輸不同，計算機通信要求極低的差錯率。產生差錯的原因：信號衰減和熱噪聲信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；信號反射，串擾；沖擊噪聲，閃電、大功率電機的啟停等。45一、差錯控制的基本方法接收方進行差錯檢測，并向發送方應答，告知是否正確接收。差錯控制技術自動請求重傳AutomaticRepeatRequest（ARQ）停等ARQ每發送一幀就需要一個應答幀只重傳剛才出錯的幀Go-back-NARQ每發送N幀需要一個應答幀需重傳前面（N-i+1）幀（0≤i≤N）選擇重傳ARQ每發送N幀需要一個應答幀只重傳出錯的幀46二、差錯控制編碼檢錯碼和糾錯碼糾錯碼在計算機通信中很少使用檢錯碼主要有兩種編碼方法：1）奇偶校驗（ParityChecking）可以在兩個級別上實現：在原始數據字節的最高位（或最低位）增加一個奇偶校驗位，使結果中1的個數為奇數（奇校驗）或偶數（偶校驗）。例如：1100010增加偶校驗位后為11100010若接收方收到的字節奇偶校驗結果不正確，就可以知道傳輸中發生了錯誤。在通信過程中實現：在發送時增加奇偶校驗位。只能用于面向字符的通信協議中。只能檢測出奇數個位錯，偶數個位錯則不能檢出。472）循環冗余校驗（CRC,CyclicRedundancyCheck）差錯檢測原理：

收發雙方約定一個生成多項式G(x)，發送方根據發送的數據和G(x)計算出CRC校驗和并把它加在數據的末尾。接收方則用G(x)去除接收到的數據，若有余數，則傳輸有錯。校驗和是16位或32位的位串。CRC校驗的關鍵是如何計算校驗和。48*CRC校驗和的計算以數據塊（幀,Frame）為單位進行校驗將數據塊構成的位串看成是系數為0或1的多項式如110001，可表示成多項式M(x)=

x5+x4+1若G(x)為r階，幀為m位，其多項式為M(x)，則在幀后面添加r個0，成為m+r位，相應多項式為xr

M(x)按模2除法用xrM(x)除以G(x)：商Q(x)，余R(x)即：xrM(x)=G(x)Q(x)+R(x)按模2加法把xrM(x)與余數R(x)相加，結果就是要傳送的帶校驗和的幀的多項式T(x)：即：T(x)=xrM(x)+R(x)實際上，T(x)=xrM(x)+R(x)=[G(x)Q(x)+R(x)]+R(x)=G(x)Q(x)(模2運算)

所以，若接收的T(x)正確，則它肯定能被G(x)除盡。49CRC校驗碼的檢錯能力：可檢出所有奇數個錯；可檢出所有單位/雙位錯；可檢出所有≤G(x)長度的突發錯。常用的生成多項式G(x)：CRC16=x16+x15+x2+1CRC32=x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1一、網絡通信的復雜性

網絡通信的目的是將信息從一端發送到另一端。

對于人而言，信息表現為：文字、數字、圖片、聲音等形式，這些形式都不能直接在網絡中傳遞，不可能把一些文字、數字塞進網線，讓它們從網線的一端傳到另一端。

因為這些信息的形式不是物理鏈路所能接受的形式。物理鏈路所能接受和傳遞的形式是電磁信號，在物理鏈路上表現為電壓或電流的變化。所以，要先把信息用0，1比特的組合表示出來，再將0，1比特轉換成特定的電流或電壓，通過物理鏈路發送出去。物理鏈路是網絡通信中的一個必備要素，它是信號傳播的載體。3.1計算機網絡體系結構3.1計算機網絡體系結構僅有物理設備和物理連接是無法進行有效的通信。網絡通信比我們想象的要復雜得多。在網絡通信中會遇到各種各樣的問題：1、發送方如何確定接收方愿意接收數據或已經準備好了接收數據？電地暖2、發送方和接收方之間可能間隔了多個網絡，如何在網絡之間找到一條正確的路，使得數據能夠到達接收方？3、數據在傳輸過程中可能受了干擾而產生了差錯，如何檢測差錯？出了差錯如何處理？4、數據在傳輸過程中可能會丟失，如何檢測丟失，丟失以后如何處理？一、網絡通信的復雜性3.1計算機網絡體系結構二、網絡協議的必要性和復雜性在網絡通信中雙方必須對通信中可能出現的各種情況進行明確的商定，必須遵守相同的規則，這些規則稱為協議。網絡中的主機、設備必須要遵循相同的協議才能通信。由于網絡通信是一個非常復雜的問題，這就決定了網絡協議也是非常復雜的。到底需要多少個網絡協議？這些協議之間都是什么關系？如何構建網路協議才能解決網絡通信這個復雜的問題？對于一個復雜的問題，人們所采取的最常用的方法就是分步處理，也就是分層。3.1計算機網絡體系結構三、如何構建網絡協議？采用分層的方法。現實生活中的例子：寄信。3.1計算機網絡體系結構四、網絡協議分層理解“分而治之”的思想[※]A，B兩人借助郵局進行郵件通信，可以從三個層次來實現該任務。信件內容貨物地址郵政局郵件地址運輸系統發信人收信人郵政局運輸系統信件內容郵件地址貨物地址對信件內容的共識對信件如何傳遞的共識對貨物如何運輸的共識

P3

P2

P1公路、鐵路、航空3.1計算機網絡體系結構四、網絡協議分層

在信件的傳遞過程中，共涉及三個層次：用戶、郵局和傳輸部門。

每一層都完成自己的任務，同時高層使用低層的服務。A使用郵局的郵遞服務，郵局使用鐵路部門的運輸服務，最終信到了B手中。

要解決網絡通信中諸多復雜問題，需要制定一系列的網絡協議。這些協議也是采用分層的結構，每層協議實現特定功能，同時也需要依靠低層協議所提供的服務。

這種分層的思想就是“分而治之”，通過分工，通信人只需要完成本層任務就可以了，對中間層和底層的實現細節可以不去關心。

這樣每一層實現一種相對獨立的功能，從而將一個難于處理的問題分解成如干個容易處理的小問題。3.1計算機網絡體系結構四、網絡協議分層1、網絡協議2、協議分層3、數據傳遞過程4、協議分層的優點1：網絡協議網絡協議是通信雙方為了實現通信而商定的一些規則。網絡協議可以理解為由三部分組成：語法：通信時雙方交換數據和控制信息的格式，是對通信時采用的數據結構形式的一種規定。語義：由通信過程的說明構成，它規定了需要發出何種控制信息完成何種動作以及做出何種應答。時序：通信如何發起，在收到一個數據后，下一步要做什么。四、網絡協議分層以HTTP協議為例說明協議的三要素：

HTTP協議是應用層協議，是瀏覽器和Web服務器通信時使用的協議，當瀏覽器訪問服務器時，會向服務器發出請求報文，報文的語法格式：GET/HTTP/1.1。“GET”的語義是要獲取文件；“/”的含義是指要訪問網站的主頁；“HTTP1.1”表明瀏覽器使用的協議是HTTP1.1版本。當Web服務器收到請求后，如果主頁存在服務器的應答語法格式：HTTP/1.1200OKdatadata……。200是狀態碼，代表成功；OK是文字說明，data是文件數據。如果主頁不存在，服務器的應答是：HTTP/1.1404NOTFound，告訴瀏覽器沒有找到對應的文件。四、網絡協議分層2：協議分層

要完成網絡通信，涉及的網絡協議會不止一個。為了簡化問題，通常會采用分層的方式來組織協議。四、網絡協議分層2：協議分層

不同主機上的同一個層次稱為對等層

每一層中實現功能的協議元素稱為實體，實體既可以是軟件，也可以是硬件。

對等層內的實體稱為對等實體。

每一層都有特定的功能，使用下一層為它提供的服務，同時也為自己的高層提供服務。四、網絡協議分層3：數據傳遞過程用戶的數據封裝后，第n層希望將第n層首部和用戶數據直接交給接收端的第n層。但這是不可直達的，因為不存在這樣的直接通道。于是第n層將首部和用戶數據作為一個整體交給第n-1層，讓n-1層幫助將其發送過去。這時，第n層使用了第n-1層提供的服務。以此類推，數據傳遞過程在數據前面添加自己的首部：封裝數據傳遞過程數據從發送端的最高層開始，層層向下，層層封裝，直到發送方的最底層，轉換為電磁信號后經過物理鏈路到達接收端的最底層，再層層向上，層層解封裝，最后到達接收方的最高層，整個通信過程是垂直的。某一層添加的首部，在到達對等層后，就會被剝掉，剩余的部分會繼續向上傳遞，直至最高層。高層使用了低層的服務，低層向高層提供服務，高層通過低層提供的服務接口訪問低層的服務。數據的傳遞在概念上可以認為通信是水平的，數據好像由對等層的一端直接到達了另一端。通信的目的就是要實現對等層之間的水平通信，雖然事實上水平通信要依賴垂直通信來實現。在理解問題時可以忽略中間的過程直接去考慮水平通信會更簡單。四、網絡協議分層4：協議分層的優點將復雜的網絡通信任務分解為若干個比較容易處理的子問題，降低了復雜度，易于實現和維護。每個層次都可以單獨實現，只要提供的服務和實現的功能不變，與相鄰層次的接口也不變，那么采用何種技術實現是每個層次內部的事情，更有利于采用新的技術去解決問題。層次明確也更有利于標準化。3.1計算機網絡體系結構計算機網絡的各個層次以及每個層次協議的集合稱為計算機網絡體系結構。各個層次的所有協議也被稱為協議棧。世界上第一個計算機網絡體系結構是美國IBM公司于1974年提出的SNA（系統網絡體系結構）其他的網絡體系結構：Digital公司的網絡體系結構DNA、Honeywell公司的分布式體系結構DSA等。采用不同體系結構的兩個網絡之間很難通信。為使所有的網絡都能互連互通，國際標準化組織ISO于1983年提出了開放系統互連參考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel，OSI/RM），簡稱OSI參考模型。計算機網絡體系中另一個重要的模型是TCP/IP協議模型，它是在實際的連網實踐中發展起來，并成為了事實上的網絡互連協議標準。

3.1計算機網絡體系結構一、物理層二、數據鏈路層三、網絡層四、傳輸層五、會話層六、表示層七、應用層3.2開放系統互連參考模型ISO/OSI模型

3.2開放系統互連參考模型ISO/OSI七層模型每一層的功能是獨立的每一層都是利用下層的服務，并為其上一層提供服務，而與其他層無關“服務”：下層向上層提供的通信規則和層之間的會話規定——通信原語兩個系統的同等層之間的通信規定和約定——協議類比郵件系統ISO/OSI七層模型第1~3層稱為低層功能（LLF）：通信傳送功能——網絡和終端具備的功能第4~7層稱為高層功能（HLF）：通信處理功能——終端具備的功能1、物理層開放系統中利用物理媒體實現物理連接的功能描述和執行連接的規程物理層協議規定的四個特性機械特性：形狀、尺寸、引腳數量與排列情況等電氣特性：信號電平、阻抗、傳輸速率、距離限制等功能特性：物理接口上各條信號線的功能分配和確切定義，比如數據線、控制線、定時線等規程特性：操作過程，比如信號線的工作規則、時序。物理層協議連接兩個物理設備，為鏈路層提供透明位流傳輸所必須遵循的規則，或者稱物理接口數據終端設備DTE（DataTerminalEquipment）是具有一定的數據處理能力和數據收發能力的設備。DTE提供或接收數據，連接到網絡中的用戶端機器，主要是計算機和終端設備。數據電路端設備DCE（DataCircuit-terminatingEquipment）。它在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼功能，并負責建立、保持和釋放鏈路的連接，如Modem。DCE設備通常是與DTE對接，因此針腳的分配相反。其實對于標準的串行端口，通常從外觀就能判斷是DTE還是DCE，DTE是針頭（俗稱公頭），DCE是孔頭（俗稱母頭），這樣兩種接口才能接在一起。物理層協議主要完成物理連接和傳送通路的建立、維持和釋放等操作提供透明的位流傳送監督傳送通路的工作情況，出現故障，立即通知DTE和DCE物理層典型協議有EIARS-232-C和EIARS-449提供的服務：物理連接、物理服務數據單元、順序化、數據鏈路標識、服務質量指標、故障報告。2、數據鏈路層數據鏈路是指當需要在一條鏈路上傳送數據時，除了必需具有一條物理線路外，還必修有一些規程或者協議來控制這些數據傳輸的正確性，將實現這些規程和協議的硬件和軟件加到物理線路上。2、數據鏈路層功能數據鏈路的建立和拆除：同步、站址確認、收發關系的確定、最終一次傳輸等信息傳輸：信息格式、數量、順序編號、接收認可，信息流量調節等傳輸差錯控制：防止信號丟失、重復和失序的方法異常情況處理。分開數據和控制信息透明傳輸物理尋址數據鏈路層解決的主要問題成幀流量控制差錯控制2、數據鏈路層提供服務：無確認無連接服務、有確認無連接服務、有確認面向連接的服務數據鏈路層的典型協議是OSI標準協議集中的高級數據鏈路控制HDLC(HighLevelDataLinkControl)協議。OSI模型的數據鏈路層在IEEE802局域網標準中被分為介質訪問控制（MAC）子層與邏輯鏈路控制（LLC）子層。3、網絡層網絡層是OSI參考模型中的第三層，介于運輸層和數據鏈路層之間，它在數據鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的數據幀的傳送功能上，進一步管理網絡中的數據通信，將數據設法從源端經過若直干個中間節點傳送到目的端，從而向運輸層提供最基本的端到端的數據傳送服務。主要內容有：虛電路分組交換和數據報分組交換、路由選擇算法、阻塞控制方法、X.25協議、綜合業務數據網（ISDN）、異步傳輸模式（ATM）及網際互連原理與實現。3、網絡層網絡層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務使傳輸層不需要了解網絡中的數據傳輸和交換技術。為了說明網絡層網絡層是由若干個網絡節點按照任意的拓撲結構相互連接而成的。網絡層關系到通信子網的運行控制，體現了網絡應用環境中資源子網訪問通信子網的方式。網絡層從物理上來講一般分布地域寬廣，從邏輯上來講功能復雜，因此是OSI模型中面向數據通信的下三層（也即通信子網）中最為復雜也最關鍵的一層。泛在網網絡架構3、網絡層主機與通信網絡的接口以鏈路層提供的無差錯傳輸為基礎，向高層（傳輸層）提供兩個主機之間的數據傳輸服務。路由選擇靜態路由選擇算法動態路由選擇算法流量控制吞吐量，信道在單位時間內成功傳輸的總信息量，單位為bps擁塞死鎖網絡層的典型協議是國際電報電話咨詢委員會CCITT（ConsulataveCommitteeInternationalTelegraphandTelephone）的X.25，它適用于分組交換。

4、傳輸層主要功能：在網絡層的基礎上，完成端到端的差錯糾正和流量控制，并實現兩個終端系統間傳送的分組無丟失、無重復、無差錯、分組順序正確。向用戶提供面向連接和無連接兩種服務。傳輸層是兩臺計算機經過網絡進行數據通信時，第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當網絡層服務質量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網絡層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網絡連接上創建多個邏輯連接。傳輸層傳輸層（TransportLayer）是OSI中最重要,最關鍵的一層,是唯一負責總體的數據傳輸和數據控制傳輸層的一層.傳輸層提供端到端的交換數據的機制.傳輸層對會話層等高三層提供可靠的傳輸服務,對網絡層提供可靠的目的地站點信息。傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在于端開放系統中,是介于低3層通信子網系統和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最后一層.傳輸層世界上各種通信子網在性能上存在著很大差異.例如電話交換網,分組交換網,公用數據交換網，局域網等通信子網都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數據延遲通信費用各不相同.對于會話層來說,卻要求有一性能恒定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它采用分流/合流，復用/解復用技術來調節上述通信子網的差異,使會話層感受不到.此外傳輸層還要具備差錯恢復，流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網在這些方面的細節與差異.傳輸層面對的數據對象已不是網絡地址和主機地址,而是和會話層的界面端口.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數據傳輸.傳輸層的服務一般要經歷傳輸連接建立階段,數據傳送階段,傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程.而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型.基本可以滿足對傳送質量,傳送速度,傳送費用的各種不同需要端口概念傳輸層的任務是根據通信子網的特性，最佳的利用網絡資源，為兩個端系統的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層，信息傳送的協議數據單元稱為段或報文。網絡層只是根據網絡地址將源結點發出的數據包傳送到目的結點，而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的端口。計算機網絡中的資源子網是通信的發起者和接收者，其中的每個設備稱為端點；通信子網提供網絡中的通信服務，其中的設備稱為結點。OSI參考模型中用于通信控制的是下面四層，但它們的控制對象不一樣。傳輸層基本功能傳輸層提供了主機應用程序進程之間的端到端的服務，基本功能如下(1)分割與重組數據(2)按端口號尋址(3)連接管理(4)差錯控制和流量控制,糾錯的功能傳輸層要向會話層提供通信服務的可靠性，避免報文的出錯、丟失、延遲時間紊亂、重復、亂序等差錯。4、傳輸層協議類型面向網絡類型協議名稱功

能0A簡單類提供進程通信，具有分段組裝功能。1B基本錯誤恢復類在0類基礎上，增加基本差錯恢復功能。2A多路復用類在0類基礎上，增加網絡復用功能和相應的流量控制功能，但沒有對網絡連接故障的恢復功能。3B出錯恢復和多路復用類兼具1、2的功能4C出錯檢測和恢復類具有差錯檢測、差錯恢復以及多路復用功能。傳輸協議類型5、會話層令牌管理持有令牌的會話服務用戶才可發送數據，另一方只能接收數據當數據發送完成之后，就將數據令牌轉讓給對方，由對方進行數據發送會話同步允許會話用戶在傳送的數據中設置同步點，當出現故障時，整個會話活動不需全部重復，僅需重傳故障發生前最后一個同步點以后的數據。6、表示層數據轉換數據加密數據壓縮抽象語法局部語法詞法轉換傳送語法表示上下文7、應用層應用實體一個用戶元素一組應用服務元素OSI應用層協議標準報文處理系統MHS（MessageHandlingSystem）；文件傳送、存取和管理FTAM（FileTransfer，AccessandManagement）；虛擬終端協議VTP（VirtualTerminalProtocol）；遠程數據庫訪問RDA（RemoteDatabaseAccess）；目錄服務DS（DirectoryService）；事務處理TP（TransactionProcessing）；作業傳送與操縱JTM（JobTransferandManipulation）比較傳輸層引入傳輸層的原因●消除網絡層的不可靠性●提供從源端主機到目的端主機的可靠的、與實際使用的網絡無關的信息傳輸關鍵的一層：直接為應用層提供數據傳送服務內容1：傳輸層的概念和提供的服務2：UDP協議的工作原理和協議細節3：TCP協議的工作原理和協議細節電地暖961：傳輸層的概念傳輸層負責端(主機)到端(主機)之間的數據傳輸控制傳輸層依賴于網絡層的服務，對應用層提供傳輸服務應用層傳輸層網絡層鏈路層物理層應用層傳輸層網絡層鏈路層物理層97傳輸層從通信和信息處理的角度看，傳輸層向它上面的應用層提供通信服務，它屬于面向通信部分的最高層，同時也是用戶功能中的最低層。物理層網絡層運輸層應用層數據鏈路層面向信息處理面向通信用戶功能網絡功能該層通常位于通信主機內，而網絡層主要在通信設備上。傳輸層與網絡層的關系網絡層為主機之間數據如何經過路由器選路到達對方提供服務傳輸層加強了網絡層的服務，在數據能到達對方的前提下，為數據的傳輸進行控制，為進程間進行通信提供服務99傳輸層提供的服務●不可靠的(“盡力而為”),無序的傳輸(UDP)●可靠(正確、按序)的端到端傳輸(TCP)面向連接的服務流量控制擁塞控制因特網上不能提供的服務:實時性帶寬承諾可靠的廣播通信100傳輸層的分用和復用●分用：接收方傳輸層根據端口號分用到不同的應用層進程●復用：發送方不同的應用層進程根據不同端口號復用到同一傳輸層中101TCP報文段UDP用戶數據報應用進程TCP復用IP復用UDP復用TCP報文段UDP用戶數據報應用進程端口端口TCP分用UDP分用IP分用IP數據報IP數據報發送方接收方端口端口是應用進程的標識本質上是一個存放在傳輸層首部的一個字段的值，包括TCP端口，UDP端口。端口占兩個字節，范圍是0－655350－1023為保留使用的端口(具有固定的服務進程)，通常用于某種應用的服務端HTTP:80DNS:53SMTP:25POP:1101024－65535為用戶可以使用的端口102源/目的端口號端口就是TCP和UDP為了識別一個主機上的多個目標而設計的應用程序客戶端使用的源端口號一般為系統中未使用的且大于1023目的端口號為所進行的操作。如telnet為23。主機A102823…源端口目的端口主機B端口用一個16bit端口號進行標志。端口號只具有本地意義，即端口號只是為了標志本計算機應用層中的各進程。在因特網中不同計算機的相同端口號是沒有聯系的。端口與進程的關系示意圖TCP/UDP4000DayTime客戶TCP/UDP13DayTime服務器(UDP)Data134000Data134000端口標識進程，一個端口唯一標識進程UDP50004000DayTime客戶UDP13DayTime服務器Data134000DayTime客戶Data135000一個服務器可為多個客戶服務UDP4000UDP13

服務器Data134000

客戶Data740007服務器一個客戶可以和多個服務器相連端口和IP地址的關系007IP首部UDP首部001300130000UDP服務器服務器137UDP服務器13實例:端口1500端口1501主機A端口1500端口1501主機B端口2000主機C連接1:(TCP,IPa,1500,IPc,2000)連接2:(TCP,IPa,1501,IPc,2000)連接3:(TCP,IPb,1501,IPc,2000)常見的端口號FTP TCP 20，21Telnet TCP 23HTTP TCP 80DNS TCP,UDP53TFTP UDP 69Well-known端口：0-1023注冊端口：1024-49151動態或私有端口：49152-655351、應記住常用的端口號。2、Windows下所有端口均為開放，一些病毒及攻擊就是利用一些開放端口這個漏洞。常見的端口號尋址●從程序設計角度，socket的引入是為了實現兩個應用進程的通信連接的建立；并實現兩個應用程序之間的數據通信；TCP和UDP的SOCKET機制的工作過程：

套接字socketTCPSERVERSERVERCLIENTCLIENTUDP申請SOCKET申請SOCKET申請SOCKET申請SOCKETLISTENCALLCONNECTACCEPTSENDRECEIVESENDTORECVFROMSENDTORECVFROM套接字socket源IP:C目標IP:B源端口:x目標端口:80源IP:C目標IP:B源端口:y目標端口:80源IP:A目標IP:B源端口:x目標端口:80Web客戶端主機AWeb服務器BWeb客戶端主機C客戶端A向服務器B端請求網頁源端口隨機從可用端口取，目標端口為80C打開兩個瀏覽器，向B發送兩個網頁請求1122：UDP協議概述“最簡單的”Internet傳輸協議提供不可靠的數據傳輸，又稱“盡力而為的”的服務,其本質是寧缺勿濫，盡力傳輸UDP協議允許:數據丟失應用數據亂序到達無連接的協議在UDP收發雙方之間,無需握手建立連接每個UDP數據段的操作都互相獨立113UDP的首部格式偽首部源端口目的端口長度檢驗和數據首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數據報字節44112122222字節發送在前數據首部UDP用戶數據報偽首部源端口目的端口長度檢驗和數據首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數據報字節44112122222字節發送在前數據首部UDP用戶數據報用戶數據報UDP有兩個字段：數據字段和首部字段。首部字段有8個字節，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節。偽首部源端口目的端口長度檢驗和數據首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數據報字節44112122222字節發送在前數據首部UDP用戶數據報在計算檢驗和時，臨時把“偽首部”和UDP用戶數據報連接在一起。偽首部僅僅是為了計算檢驗和。偽首部的作用：讓UDP兩次檢查數據是否已經到達目的地，以及IP層是否正確的傳輸了數據。偽首部的作用首先，要時刻謹記一個“偽”字，既然是“偽”首部，也就是假的，不僅是“假”首部，而且“假”到連地址空間都沒有。也就是說偽首部是不占地址空間的，在實際傳輸中不存在這樣的字段。只是在使用的時候把它拿出來一下。其次，既然設置了偽首部，那么肯定就是有用的——為了計算檢驗和！“其目的是讓UDP兩次檢查數據是否已經正確到達目的地”，具體是那兩次呢？我們注意偽首部字段：32位源IP地址、32位目的IP地址、8位協議、16位UDP長度。由此可知，第一次，通過偽首部的IP地址檢驗，UDP可以確認該數據報是不是發送給本機IP地址的；第二，通過偽首部的協議字段檢驗，UDP可以確認IP有沒有把不應該傳給UDP而應該傳給別的高層的數據報傳給了UDP。從這一點上，偽首部的作用其實很大。UDP校驗和查錯機制注意：UDP查錯的數據包括IP首部的12字節，稱為偽首部，作為網絡層數據的冗余檢查，求和是按二進制反碼運算求和8字節UDP首部04112字節偽首部7字節數據填充全0171510871315全0數據數據數據數據數據數據數據全0校驗和是網絡通信的查錯方式之一，廣泛應用于傳輸層和網絡層，發送方將需檢驗的數據按照一定的大小求和，得到的和取反得到為校驗碼118計算16位二進制數的反碼和計算規則從低位到高位逐列進行計算，0加0等于0，0加1等于1，1加1等于0同時產生一個進位，若最高位相加后產生進位，則最后得到的結果要加1。例：1111001100110011011101010101010101110111011101110111101110111011110010100010001000011回卷檢查和反碼和UDP的主要特點(1)UDP是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接。UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制。UDP是面向報文的。UDP沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。UDP支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信。UDP的首部開銷小，只有8個字節。面向報文的UDP(2)發送方UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對應用層交下來的報文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣發送，即一次發送一個報文。接收方UDP對IP層交上來的UDP用戶數據報，在去除首部后就原封不動地交付上層的應用進程，一次交付一個完整的報文。應用程序必須選擇合適大小的報文。UDP是面向報文的IP數據報的數據部分IP首部IP層UDP首部UDP用戶數據報的數據部分運輸層應用層報文應用層總結聯系PPT6和PPT12，我們需要理解以下兩點：1、為何要加偽頭2、偽頭包括：源IP和目的IP這么重要的為何在這一層作為偽頭，根本不會發送。在PPT12中我們看到的是發送過程，那接收過程會是怎樣的呢？內容1：傳輸層的概念和提供的服務2：UDP協議的工作原理和協議細節3：TCP協議的工作原理和協議細節1243：TCP協議TCP協議的設計理念TCP協議首部TCP協議的連接機制TCP協議的流量控制TCP協議的擁塞控制125（1）TCP的設計理念TCP屬于傳輸層，實現面向連接的可靠的傳輸可靠的傳輸不能保證傳輸一定到達對方，但是能保證如果數據到達對方，一定按序正確TCP使用了可靠的設計理念序號機制、確認機制、緩存機制、重傳機制、滑動窗口機制TCP包含流量控制和擁塞控制機制注意：不同操作系統的TCP協議具體實現細節有所不同，但設計基本滿足RFC793,RFC2581126（2）TCP協議首部TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充127TCP的首部細節1TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充源端口和目的端口字段——各占2字節。端口是傳輸層與應用層的服務接口,類似一個地址標識。傳輸層的復用和分用功能都要通過端口才能實現。128TCP的首部細節2TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充序號字段——占4字節。TCP連接中傳送的數據流中的每一個字節都編上一個號。序號字段的值指的是本報文段所發送的數據的第一個字節的編號129TCP的首部細節3TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充確認號字段——占4字節，是期望收到對方的下一個報文段的數據的第一個字節的序號。注意：當有數據要發送給對方時，順便確認，當沒有數據發給對方時，單獨發一個確認報文。130TCP的首部細節4TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充首部長度——占4bit，它作為一個二進制數字，表示TCP報文段的首部包含的總的字節數(即20個固定首部長度加不固定的可選首部長度)，計算單位按照4個字節為單位，如1100表示首部為12*4=48字節。該字段限制了TCP的首部最大值為60字節保留字段——占6bit，保留為今后協議的擴展使用，目前置為0。131TCP的首部細節4TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充特殊標記(Flag),每個標記占一個bit.有特殊約定。URG——緊急比特標記，當URG置為1時，表明緊急指針字段有效。通知本報文段中有緊急數據，應盡快傳送,緊急數據的優先級要高。ACK——只有當ACK置為1時，確認號字段才有效。正常情況下只有第一次握手時ACK=0132TCP的首部細節5TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充PSH(PuSH)——推送比特，接收方收到推送比特置1的報文段，就盡快地將該報文段的數據交付給接收應用進程，而不再等到整個緩存都填滿了后再向上交付。RST(ReSeT)——復位比特，當RST1時，表明TCP連接中出現嚴重差錯（如由于主機崩潰或其他原因），必須強行釋放連接,屬于單方面強行斷開連接。133TCP的首部細節6TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充SYN——同步比特,SYN置為1，表示這是一個連接請求報文。正常情況下只有第一次握手和第二次握手時SYN等于１,其余都等于0。FIN(Final)——終止比特,用來正常釋放一個連接。當FIN1時，表明此報文段的發送端的數據已發送完畢，并請求對方釋放連接，當對方確認后，會釋放發送緩存。134TCP的首部細節7TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充窗口字段——占2字節。窗口字段是流量控制的關鍵，用來控制對方發送窗口的大小，單位為字節。接收方根據自身的緩存大小確定自己的接收窗口大小，然后通知對方以確定對方的發送窗口的上限。檢驗和——占2字節。檢驗和字段檢驗的范圍包括首部和數據這兩部分。在計算檢驗和時，要在TCP報文段的前面加上12字節的偽首部。135TCP的首部細節8TCP首部20字節固定首部目的端口首部長度檢驗和選項（長度可變）源端口序號緊急指針窗口確認號保留FINSYNRSTPSHACKURG比特081624

31填充緊急指針字段——占16bit。緊急指針指出在本報文段中的緊急數據的最后一個字節的序號。選項字段——長度可變。TCP只規定了一種選項，即最大報文段長度

MSS(MaximumSegmentSize)。MSS