4. 3 传输控制协议TCP（课件） -《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

计算机网络技术基础 第4章 04 TCP/IP协议簇 章节导读 不同的厂家生产的计算机运行的操作系统可能完全不同，却因为有了TCP/IP协议簇而能够进行相互通信。TCP/IP协议簇包含很多协议，其中最核心的3个协议是网际协议（internet protocol，IP）、传输控制协议（transmission control protocol，TCP）和用户数据报协议（user datagram protocol，UDP）。 本章就来介绍这3个较核心的协议，以及地址解析协议（address resolution protocol，ARP）和网际控制报文协议（internet control message protocol，ICMP）。 3 学 习 目 标 掌握IP数据报的格式。 掌握IPv4地址的结构和分类。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 理解子网掩码的概念，掌握子网划分的方法。 理解地址解析协议ARP和网际控制报文协议ICMP的工作原理和应用。 了解IPv6地址的结构和特点。 掌握UDP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 4 4. 3 传输控制协议TCP 传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）是传输层上另一著名的协议，它也是TCP/IP最具代表性的协议。 TCP除提供进程通信外，主要提供面向连接的、可靠的字节流服务。TCP数据被封装在一个IP数据报中进行传输，如图4-20所示。 图4-20 TCP数据在IP数据报中的封装 4. 3 传输控制协议TCP 4.3.1 TCP的特点 从应用程序的角度看，TCP提供的服务主要有以下几个特点。 （1）面向连接的服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用程序（通常为一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。TCP连接只存在于两个终端结点，网络当中的中间结点（如路由器和网桥）对这个连接毫不知情（只知道传输的数据而不是连接本身）。 4. 3 传输控制协议TCP （2）面向字节流的服务。流是无报文丢失、重复和失序的数据序列，两个应用程序通过TCP连接交换字节流。TCP协议从应用程序处收集数据后，封装成长度适中的一个数据报文段。在报文头中的序号域指出段中数据在发送端数据流中的位置。TCP协议为实现流传输服务付出了大量开销。 （3）可靠交付。TCP的传输过程由建立连接、传输数据和释放连接3个步骤组成。一个应用程序在发送数据时，首先要请求建立连接。通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复并且按序到达。 （4）全双工通信。TCP连接提供的是全双工的数据传输，采用点对点的方式，即在一个TCP连接中仅有两方进行通信，因此广播和多播方式不能用TCP。 （5）流量控制。TCP连接的双方都有固定大小的缓冲区，流量控制可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。通常把缓冲区中的空闲部分称为窗口。TCP采用可变滑动窗口协议，并且当交付的数据不够填满一个缓冲区时，流服务提供“PUSH”机制，应用程序可以用其进行强迫传送。 4. 3 传输控制协议TCP 4.3.2 TCP端口号分配 TCP可以面向多种应用程序提供传输服务。为了能够区分出对应的应用程序，引入了TCP端口的概念（与UDP类似）。TCP端口号采用了动态和静态相结合的分配方法，对于一些常用的应用服务使用固定的端口号；对于其他的应用服务，尤其是用户自行开发的应用服务，端口号采用动态分配方法，由用户指定其分配。表4-11列出了常见的TCP服务端口号。 4. 3 传输控制协议TCP TCP端口号 协议名称 说 明 21 FTP 文件传输协议-控制(File Transfer Protocol-Control) 22 SSH SSH远程登陆协议（SSH Remote Login Control） 23 TELNET 远程登录（Telnet） 25 SMTP 简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol） 53 DNS 域名服务器（Domain Name Server） 69 TFTP 简单文件传输协议（Trivial File Transfer Protocol） 80 WWW Web服务（World Wide Web） 119 NNTP 网络新闻传输协议（Network News Transfer Protocol） 表4-11 常见TCP服务及端口号 4. 3 传输控制协议TCP TCP虽然是面向字节流的，但TCP传送的数据单元是报文段。一个TCP报文段分为首部和