计算机网络第61讲传输层

‘壹’ [计算机网络之六] 传输层

  传输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最底层。

  从传输层的角度，通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程。

  传输层有 分用 和 复用 的功能。 “复用” 是指在发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传送数据， “分用” 是指接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付目的应用进程。

  网络层和运输层有明显的区别，网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。

知名端口号 ：0~1023
登记端口号 ：1024~49151
客户端短暂端口号 ：49152~65535

① 无连接。 发送数据之前不需要建立连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延。
② 尽最大努力交付。 即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。
③ 面向报文的。 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界，UDP 一次交付一个完整的报文。

  用户数据报 UDP 有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段很简单，只有 8 个字节，由四个字段组成，每个字段的长度都是两个字节。各字段意义如下：

① 源端口 在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。
② 目的端口 目的端口号。这在终点交付报文时必须使用。
③ 长度 用户数据报的长度，最小值为 8 （仅有首部）。
④ 检验和 检测用户数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。

  用户数据报首部检验和的计算和校验都要计算出一个伪首部。

① 面向连接。

  应用程序在使用 TCP 协议之前，必须先建立 TCP 连接；传送数据完毕后，必须释放已经建立的 TCP 连接。类似于打电话：通话前要先拨号建立连接，通话结束后要挂机释放连接。

② 一对一。

  TCP 连接只能是点对点的（一对一）。

③ 可靠交付。

  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。

  通信双方的应用进程在任何时候都能发送和接收数据，TCP 连接的两端都设有发送缓存和接收缓存，用来临时存放双向通信的数据。

⑤ 面向字节流。

  TCP 中的 “流” 指的是流入到进程或从进程流出的字节序列。

  “面向字节流” 的含义：虽然应用程序和 TCP 的交互式一次一个数据块（大小不等），但 TCP 把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串无结构的字节流。TCP 并不知道所传送的字节流的含义。TCP 不保证接收方应用程序锁收到的数据块和发送方应用程序所发出的数据块具有对应的大小关系。但接收方应用程序收到的字节流必须和发送方应用程序发出的字节流完全一样，当然接收方的应用程序必须有能力识别收到的字节流，把它还原成有意义的应用层数据。

  TCP 连接是协议软件提供的一种抽象，每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定，即：

  TCP 连接 ::= {socket1, socket2} = {(IP1: port1), (IP2: port2)}

  IP1 和 IP2 分别是两个端点主机的 IP 地址，port1 和 port2 分别是两端端点主机中的端口号。

  网络只能提供最大努力的服务，是不可靠的，因此 TCP 必须采用适当的措施才能使得两个运输层之间的通信变得可靠。当出现差错时让发送方重传出现差错的数据，同时在接收方来不及处理收到的数据时，及时告知发送方适当降低发送数据的速度，这样就可以在不可靠的传输信道实现可靠传输。

  ARQ（Auto Repeat-reQuest）：自动重传请求。

  发送方每发送完一个分组就停止发送，等待接收方确认，在收到确认后再发送下一个分组。
  A 是发送方，B 是接收方。

  A 每发送一个分组后，等待 B 对该分组的确认后，再接着发送下一个分组。

【发送方】A 发送的分组在传输过程中出错，可能是丢失了，也可能是分组受到干扰出错了
【接收方】这时 B 直接丢弃分组，什么也不做（也不通知 A 受到的分组有差错）。

【解决方案】发送方在每发送完一个分组时设置一个 超时计数器 ，只要超过一段时间仍然没有接收到确认，就认为刚才发送的分组丢失了，因而重传前面发送过的分组，这叫 超时重传 。反之在超时计时器到期之前收到了相应的确认，就撤销该超时计时器。

第一，A 在发送完一个分组后， 必须暂时保留已发送的分组的副本 （在发生超时重传时使用）。只有在收到相应的确认后才能清楚暂时保留的分组副本。

第二，分组和确认分组都必须进行 编号 。这样才能明确是哪一个发送出去的分组受到了确认，而哪一个分组还没有收到确认。

第三，超时计时器设置的 重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些 。

【发送方】超时重传时间内没有收到确认报文，无法确认是发送出错、丢失，还是接收方的确认丢失，超时计时器到期后就要重传。
【接收方】丢弃收到的重复分组，不向上层交付；向发送方发送确认。

【发送方】收下迟到的确认，并且丢弃

  发送方大部分时间都在等待确认，信道的利用率低

  使用流水线的 ARQ 可以提高信道利用率

【发送方】维持一个发送窗口，位于发送窗口内的分组都可连续发送出去，而不需要等待对方的确认。

回退N帧协议 ：如果发送方发送了多个分组，但中间的某个分组丢失了，这时接收方只能对丢失分组之前的分组发出确认，而发送方无法知道丢失分组及后面分组的接收情况，只好把丢失分组及后面的分组重传一次，这叫 Go-back-N ，表示需要再退回来重传已发送过的 N 个分组。

  前面 20 个字节固定，因此 TCP 首部最小长度是 20 字节。

  TCP 的滑动窗口以字节为单位，窗口后沿的部分表示已发送且已收到通知，窗口里的序号表示允许发送的序号，窗口前沿之前的数据暂时不允许发送，需要等待收到接收方的确认后前沿往前移才可发送。

描述一个发送窗口需要三个指针：P1、P2 和 P3，如图所示：

  小于 P1 的是已发送并已收到确认的部分，而大于 P3 的是不允许发送的部分。

  P3 - P1 = A 的发送窗口

  P2 - P1 = 已发送但尚未收到确认的字节数

  P3 - P2 = 允许发送但当前尚未发送的字节数（又称为 可用窗口 或 有效窗口 ）

  接收方 B 接收窗口大小为20，因为未收到 31 的数据，即使已收到后面的序号 32、33 的数据，返回的确认号仍然是 31。

  现在接收方收到了 31、32、33，并返回确认号 33，接收窗口往前滑动 3 个序号，发送方接收到确认，发送窗口也向前滑动 3 个序号大小，现在 A 可以发送序号 51~53 的数据了。

  当发送方将发送窗口内的数据都发送出去，但是接收方的确认可能由于网络拥塞滞留，这时发送方发送窗口已满，可用窗口为 0，只能等待接收方的确认报文到达。

  TCP 为了保证可靠传输，要求必须受到对已发送报文的确认，如果超过一定时间未受到确认报文，则重传已发送的报文。这个时间就叫 超时重传时间 ，很明显超时重传时间的大小设置应该更贴近网络的实际情况，如果网络状况好，就设短一点，否则使网络的空闲时间增大，降低了传输效率；网络差就设长一点，否则会引起很多不必要的重传，使网络负荷增大。

  TCP 采用了一种自适应的算法：

  RTT（报文段的往返时间）、RTTs（加权平均往返时间），RTTs 的计算公式：

RTTd（RTT 的偏差的加权平均值）、RTO（RetransmissionTime-Out 超时重传时间）:

【场景】TCP 的接收方在接收对方发送过来的数据字节流的序号不连续，形成一些不连续的字节块，如果简单按照回退N帧协议处理，意味着要重传第一个未收到的序号数据块及之后的数据，如果能通知发送方已收到了哪些数据（选择确认），就可以让发送方只发送接收方未收到的数据。

  流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。

  当发送方收到接收方通知，将窗口缩小为 0 时，发送方将暂时不能发送数据了，必须等接收方通知更新接收窗口大小，但是这个通知又有可能丢失，导致发送方没收到通知。

  为了避免双方互相等待死锁，TCP 为每个链接设有一个 持续计时器 ，只要 TCP 连接的一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器。若持续计时器设置的时间到期，就发送一个零窗口 探测报文段 （仅携带 1 字节的数据），而对方就在确认这个探测报文段时给出了现在的窗口值。如果窗口仍然是零，那么受到这个报文段的一方就重新设置持续计时器；如果窗口不是零，那么死锁的僵局就可以打破了。

【优点】提高网络利用率
【缺点】可能会发生某种程度的延迟

【场景】接收数据的主机如果每次都立刻回复确认应答的话，可能会返回一个较小的窗口，因为接收方刚接收完数，缓冲区已满。

【糊涂窗口综合征问题】
TCP 接收方缓存已满，而交互式的应用进程一次只从接收缓存中读取 1 个字节（这样就使接收缓存空间仅腾出 1 个字节），然后向发送方发送确认，并把窗口设置为 1 个字节（但发送的数据报是 40 字节长，TCP 首部 + IP 数据报首部）。接着，发送方又发来 1 个字节的数据（注意发送方发送的 IP 数据报是 41 字节长）。接收方发回确认，仍然将窗口设置为 1 个字节。这样进行下去，使网络的效率很低。

  TCP 文件传输中，就采用了两个数据段返回一次确认应答，并且等待一定时间后没有其他数据包到达时也依然发送确认应答。

  当对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏，这种情况就叫做 拥塞 。

  慢开始（slow-start）、拥塞避免（congestion avoidance）、快重传（fast retransmit）和快恢复（fast recovery）。

【算法思路】

  当主机开始发送数据时，由于并不清楚网络的负荷情况，所以如果立即把大量数据字节注入网络，那么就有可能引起网络发生拥塞。较好的方法是先探测一下，即 由小到大逐渐增大发送窗口 ，也就是说， 由小到大逐渐增大拥塞窗口数值 。

【处理过程】

   慢开始门限值 ssthresh 决定了拥塞窗口达到多大时要执行什么算法。

① 当 cwnd < ssthresh 时，使用慢开始算法；
② 当 cwnd > ssthresh 时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法；
③ 当 cwnd = ssthresh 时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算法。

  在拥塞窗口 cwnd 达到门限值之前，发送方每一轮次收到确认应答后，cwnd 就增大为原来的两倍；达到门限值后，执行拥塞避免算法。

PS. 慢开始只是表示初始发送数据少，不代表发送速率增长速度慢，实际上是指数级增长非常快。

【算法思路】

  让拥塞窗口 cwnd 缓慢地增大，即每经过一个往返时间 RTT 就把发送方的拥塞窗口 cwnd 加 1，而不是像慢开始阶段那样加倍增长。拥塞避免阶段有 “加法增大” 的特点，按线性规律缓慢增长，使网络比较不容易出现拥塞 。

【处理过程】

  在执行拥塞避免算法阶段，当网络出现超时时，发送方判断为网络拥塞，调整门限值为当前拥塞窗口的一半，即 ssthresh = cwnd / 2，同时拥塞窗口重置为 1，即 cwnd = 1，进入慢开始阶段。

【算法原理】

① 快重传

【场景】有时，个别报文段会在网络中丢失，但实际上网络并未发生拥塞。如果发送方迟迟收不到确认，就会产生超时，就会误认为网络发生了拥塞，导致发送方错误地启动慢开始，把拥塞窗口 cwnd 又设置为 1，因而降低了传输效率。

【方案】接收方不要等待自己发送数据时才进行捎带确认，而是要立即发送确认，即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认，当发送方 一连收到 3 个重复确认 ，就知道接收方确实没有收到某个报文段，因而应当 立即进行重传 。

② 快恢复：

  发送方知道只是丢失了个别的报文段，于是不启动慢开始，而是执行快恢复算法，调整发送方门限值 ssthresh = cwnd / 2，同时设置拥塞窗口 cwnd = ssthresh = 8，并开始执行拥塞避免算法。

拥塞控制的流程如下：

  拥塞窗口 cwnd，接收方窗口 rwnd， 发送方发送窗口的上限值 = Min[rwnd, cwnd] 。

① 当 rwnd < cwnd，接收方的接收能力限制发送方窗口大小；
② 当 cwnd < rwnd，网络的拥塞程度限制发送方窗口大小。

【问题背景】

  路由器采取分组丢弃策略，即按照 先进先出（FIFO） 规则处理分组，当队列已满时，则丢弃后面到达的分组，这叫 尾部丢弃策略 。

  丢失的分组会导致发送方出现超时重传，发送方转而执行慢开始算法，不同分组属于不同 TCP 连接，导致很多 TCP 同时进入慢开始状态，这种现象称为 全局同步 。

【解决方案】

  主动队列管理 AQM：不等到路由器的队列长度已经达到最大值时才不得不丢弃后面到达的分组，而是在队列长度达到某个警惕值时就主动丢弃到达的分组，这样就提醒了发送方放慢发送的速率，因而有可能使网络拥塞的程度减轻，甚至不出现网络拥塞。

  TCP 是面向连接的协议，运输连接有三个阶段： 连接建立、数据传送、连接释放 。

  TCP 连接建立过程要解决的几个问题：

① 使每一方能够确知对方的存在；
② 允许双方协商一些参数（如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等）；
③ 能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配。

  TCP 建立连接的过程叫做握手，握手需要在客户和服务器之间交换三个 TCP 报文段，即 三次握手 。

  最初客户端和服务端都处于 CLOSED（关闭） 状态，A（Client）主动打开连接，B（Server）被动打开连接。

  一开始，B 的 TCP 服务器进程先创建 传输控制块 TCB ，准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于 LISTEN（收听）状态，等待客户端的连接请求。如有，即作出响应。

   第一次握手 ：A 的 TCP 客户进程也是首先创建传输控制块 TCB，准备接受客户进程的连接请求。然后在打算建立 TCP 连接时，向 B 发出连接请求报文段，这时首部中的同步位 SYN = 1，同时选择一个初始序号 seq = x。TCP 规定，SYN 报文段（即 SYN = 1 的报文段）不能携带数据，但要 消耗掉一个序号 。这时，TCP 客户进程进入 SYN-SENT（同步已发送） 状态。

   第二次握手 ：B 收到连接请求报文段后，如同意建立连接，则向 A 发送确认。在确认报文段中应把 SYN 位和 ACK 位都置 1，确认号是 ack = x + 1，同时也为自己选择一个初始序号 seq = y。请注意，这个报文段也不能携带数据，但同样 要消耗掉一个序号 。这时 TCP 服务器进程进入 SYN-RCVD（同步收到） 状态。

   第三次握手 ：TCP 客户进程收到 B 的确认后，还要向 B 给出确认。确认报文段的 ACK 置 1，确认号 ack = y + 1，而自己的序号 seq = x + 1。TCP 的标准规定，ACK 报文段可以携带数据。但 如果不携带数据则不消耗序号 ，在这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是 seq = x + 1。这时，TCP 连接已经建立，A 进入 ESTABLISHED（已建立连接） 状态。当 B 收到 A 的确认后，也进入 ESTABLISHED（已建立连接）状态。

  数据传输结束后，通信的方法都可释放连接。现在 A 和 B 都处于 ESTABLISHED 状态。

   第一次挥手 ：A 的应用进程先向其 TCP 发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭 TCP 连接。A 把连接释放报文段首部的终止控制位 FIN 置 1，其序号 seq = u，它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加 1。这时 A 进入 FIN-WAIT-1（终止等待 1）状态，等待 B 的确认。请注意，TCP 规定，FIN 报文段即使不携带数据，它也消耗掉一个序号。

   第二次挥手 ：B 收到连接释放报文后即发出确认，确认号是 ack = u + 1，而这个报文段自己的序号是 v，等于 B 前面已传送过的最后一个字节的序号加 1。然后 B 就进入 CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP 服务器进程这时应通知高层应用程序，因而从 A 到 B 这个方向的连接就释放了，这时的 TCP 连接处于半关闭（half-close）状态，即 A 已经没有数据要发送了，但 B 若发送数，A 仍要接收。也就是说，从 B 到 A 这个方向的连接并未关闭，这个状态可能会持续一段时间。A 收到来自 B 的确认后，就进入 FIN-WAIT-2（终止等待 2）状态，等待 B 发出的连接释放报文段。

   第三次挥手 ：若 B 已经没有要向 A 发送的数据，其应用进程就通知 TCP 释放连接。这时 B 发出的连接释放报文段必须使 FIN = 1。现假定 B 的序号为 w（在半关闭状态 B 可能又发送了一些数据）。B 还必须重复上次已发送过的确认号 ack = u + 1。这时 B 就进入 LAST-ACK（最后确认）状态，等待 A 的确认。

   第四次挥手 ：A 在收到 B 的连接释放报文段后，必须对此发出确认。在确认报文段中把 ACK 置 1，确认号 ack = w + 1，而自己的序号是 seq = u + 1（根据 TCP 标准，前面发送过的 FIN 报文段要消耗一个序号）。然后进入 TIME-WAIT（时间等待）状态。请注意，现在 TCP 连接还没有释放掉。必须经过时间等待计时器（TIME-WAIT timer）设置的时间 2MSL 后，A 才进入到 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块，结束这次 TCP 连接。当然如果 B 一收到 A 的确认就进入 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块。所以在释放连接时，B 结束 TCP 连接的时间要早于 A。

‘贰’ 计算机网络技术：TCP/IP体系结构将网络分为哪几层TCP/IP体系结构与OSI模型的对应关系是

计算机网络技术：TCP/IP体系结构将网络分为应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。

TCP/IP体系结构与OSI模型的对应关系是：osi的上三层对应tcp的应用层，传输层与网络层是一一对应的。

应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次。由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。

(2)计算机网络第61讲传输层扩展阅读：

对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议，邮件传输应用使用了SMTP协议、万维网应用使用了HTTP协议、远程登录服务应用使用了有TELNET协议。

在TCP/IP协议中，网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以，网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。

‘叁’ 计算机网络的参考模型有几层

OSI(开放系统互连)参考模型七个层次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：

物理层：将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。

数据链路层：决定访问网络介质的方式。在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。哪渗

网络层：使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。

传输层：提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。

会话层：允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

表示层：协商数据交换格式，相当公司中简报老板、替老板写信的助理。

应用层：用户的应用程序和网络之间的接口。

(3)计算机网络第61讲传输层扩展阅读

OSI参考模型的优点

1、分工合作，责任明确

性质相似的工作划分在同一层，性质相异的工作则划分到不同层。如此一来，每一层所负责的工作范围，都区分李缓誉得很清楚，彼此不会重叠。万一出了问题，很容易判断是哪一层没做好，就应该先改善该层的工作，不至于无从着手。

2、对等交谈

对等是指所处的层级相同，对等交谈意指同一层找同一层谈，例如：第3层找第3层谈、第4层找第4层谈，依此类推。所以某一方的第N层只与对方的第N层交谈，是否收到、解读自己所送出的信息即可，完全不必关心对方的第N-1层或第N+1层会如何做，因为那是由一方的第N-1层与第N+1层来处理。

其实，双方以对等身份交谈是常用的规则，这样的最大好处是简化了各层所负责的事情。因此，通信协议是对等个体通信时的一切约定。

3、逐层处理，层层负责

既然层次分得很清楚，处理事情时当然应该按部就班，逐层处理，决不允许越过上一层，或是越过下一层。因此，第N层收到数据后，一定先把数据进行处理，才会将数据向上传送给第N+1层，如果收到第N+1层传下来的数据，也是处理无误后才向下传给第N-1层。

任何一层收到数据时，都可以相信上一层或下一层已经做完它们该做的事，层级的多少还要考虑效率与实际操作的难易，并非层数越多越好。

‘肆’ 计算机网络体系分为哪四层

1.、应用层

应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等.

2.、传输层

传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP).

TCP协议提供的是一种可靠的、通过“三次握手”来连接的数据传输服务；而UDP协议提供的则是不保证可靠的（并不是不可靠）、无连接的数据传输服务.

3.、网际互联层

网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址，它还负责数据包在多种网络中的路由。

该层有三个主要协议：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。

IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个可靠、无连接的数据报传递服务。

4.、网络接入层（即主机-网络层）

网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP本身并未定义该层的协议，而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP的网络接入层进行连接。地址解析协议（ARP）工作在此层，即OSI参考模型的数据链路层。

(4)计算机网络第61讲传输层扩展阅读：

OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：

物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。

数据链路层: 决定访问网络介质的方式。

在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。

网络层: 使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。

传输层: 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。

会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

表示层: 协商数据交换格式 相当公司中简报老板、替老板写信的助理。

应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口老板。

‘伍’ 计算机网络分为几层

第一层：物理层
解决两个硬件之间怎么通信的问题，常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速消手率等。
第二层：数据链路层
数据链路层从网络层接收数据包，数据包
包含发送方和接收方的IP地址。数据链路层执行两个基本功能。它允许上层使用成帧之类的各种技术来访问介质，控制如何放置和接收来自介质的数据。
第三层：网络层
传输层将数据段传递到网络层。网络层用于将接收到的数据段从一漏敬台计算机传输到位于不同网络中的另一台计算机。网络层的数据单元称为数据包，网络层的功能是逻辑寻址、路由和路径确定。
第四层：传输层
OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理，传输层是第四层，因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。
第五层：会话层
是用户应用程序和网络之间的接口，主要任务是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。
第六层：表示层
表示层指从应用层接收数据，这些数据是以字符和数字的形式出现的，表示层将这些数据转换成为机器返桥慎可以理解的二进制格式，也就是封装数据和格式化数据，例如将ASCII码转化为别的编码，这个功能称为“翻译”。
第七层：应用层
是OSI参考模型的最高层，它使计算机用户以及各种应用程序和网络之间的接口，是网络应用程序所使用的，例如HTTPS协议、HTTP协议，应用层是通过协议为网络提供服务，执行用户的活动。

‘陆’ 计算机网络中五层协议它们分别的主要功能是什么它们具体分别是在哪里（从硬件层面上谈）实现的

1，物理层；其主要功能是：主要负责在物理线路上传输原始的二进制数据。

2、数据链路层；其主要功能是：主要负责在通信的实体间建立数据链路连接。

3、网络层；其主要功能是：要负责创建逻辑链路，以及实现数据包的分片和重组，实现拥塞控制、网络互连等功能。

4、传输层；其主要功能是：负责向用户提供端到端的通信服务，实现流量控制以及差错控制。

5、应用层；其主要功能是：为应用程序提供了网络服务。

物理层和数据链路层是由计算机硬件（如网卡）实现的，网络层和传输层由操作系统软件实现，而应用层由应用程序或用户创建实现。

(6)计算机网络第61讲传输层扩展阅读：

应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。

应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换
和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。

传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议：即面向连接的传输控制协议TCP，和无连接的用户数据报协议UDP。

面向连接的服务能够提供可靠的交付，但无连接服务则不保证提供可靠的交付，它只是“尽最大努力交付”。这两种服务方式都很有用，备有其优缺点。在分组交换网内的各个交换结点机都没有传输层。

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。

在TCP/IP体系中，分组也叫作IP数据报，或简称为数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主
机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

‘柒’ 传输层和网络层又什么区别

在协议栈中，传输层位于网络层之上，传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信，而网络层协议为不同主机提供逻辑通信。这个区别很微妙，但是却非常重要。让我们用一家人作为类比来说明一下这个区别。 设想一下有两所房子，一个位于东海岸而另一个位于西海岸，每所房子里都住着12个小孩。东海岸的房子里的小孩和西海岸房子里的小孩是堂兄妹。两所房子里的孩子喜欢互相通信——每个孩子每周都给每一个堂兄妹写一封信，每一封信都由老式的邮局分别用信封来寄。这样，每一家每周就都有144封信要送到另一家(这些孩子如果可以用电子邮件的话就可以省掉很多钱了!)在每一家里面.都由一个孩子——西海岸的房子里的Ann和东海岸房子里的BilI——负责邮件的收集和分发。每周Ann都从她的兄弟姐妹那里收集起来信件，并将这些信件送到每天都来的邮递服务员那里。当信件到达西海岸的房子，Ann又将这些信件分发给她的兄弟姐妹。BilI在东海岸有着同样的工作。 在这个例于中，邮递服务提供着两所房子之间的逻辑通信——邮递服务在两所房子之间传递邮件，而不是针对每个人的服务。另一方面，Ann和BilI提供堂兄妹之间的逻辑通信——Ann和BilI从他们的兄弟姐妹那里收集邮件并将邮件递送给他们。注意，从这些堂兄妹的角度看，Ann和BilI是邮件的服务人，尽管他们俩只是端到端寄送服务的一部分(终端系统部分)。这个例子是传输层和网络层之间的关系的一个形象比喻: 主机(也称为终端系统)=房子 进程=堂兄妹 应用程序消息=信封里的信 网络层协议=邮递服务(包括邮递员) 传输层协议=Ann和Bill 继续我们的这个例子，Ann和Bill各自在他们的家中做所有的工作:他们不负责各个邮递中心的邮件分类工作以及将邮件从一个中心送到另一个中心的工作。这正与传输层协议在终端系统中的作用一样。在一个终端系统中，传输层协议将应用进程的消息传送到网络边缘(也就是网络层)，反之亦然:但是它并不涉及消息是如何在网络层之间传送的工作。事实上，正如图1中所说的，中间路由器对于传输层加在应用程序消息上的信息不能做任何识别和处理。 继续我们的例子，假设Ann和Bill都去度假了，另外一对堂兄妹——Susan和Harvey代替——他们来提供家庭内部的邮件收取和分发工作。不幸的是，Susan和Harvey所提供的收集和分发工作与Ann和Bill所提供的不完全相同。对于年龄更小的Susan和Harvey来说，他们收集和分发邮件的频率比较少，而且偶尔会发生丢失信件的事情(这些信件偶尔被家里的狗吃掉了)。这样，这一对堂兄妹Susan和Harvey提供了一套不同于Ann和Bill的服务(也就是说，服务模型不同)。打比方来说，正如一个计算机网络可以接受不同的传输层协议一样，每一个协议为应用程序提供不同的服务模型。 Ann和Bill所可能提供服务明显地受限于邮递服务所提供的服务。例如，如果邮递服务并不提供在两所房子之间传递邮件所需要的最大时限(如3天)，那么Ann和Bill也就不能保证各个堂兄妹之间的邮件的最大延迟。同样，传输层协议所提供的服务也通常受限于位于其下方的网络层协议。如果网络层协议不能提供主机之间传送的4—PDU的延迟和带宽保证，那么传输层协议也不能提供进程之间传送的消息的延迟和带宽保证。 然而，即使当下面的网络层协议使得网络层并不能提供某些相应服务时，传输层协议仍然可以提供某些特定服务。例如，即使下面的网络层协议并不是可靠的，也就是说，即使网络层协议丢失、篡改或者复制了传送的数据包，传输层协议也可以提供可靠的数据传输服务。另一个例子是，即使网络层不能保证4—PDU的保密性，传输层协议也可以通过加密的方式来保证应用程序消息不被入侵吝读取。我们会在以后的文章里逐渐接触到这些问题。

‘捌’ 计算机网络应用层和传输层及网络层协议有哪些

计算机网络中应用层、传输层和网络层涉及到的一些协议如下：

• 应用层协议：应用层协议是计算机网络中最高层的协议，用于处理应用程序之间的数据交换。常用的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP、POP3、DNS等。

• 传输层协议：传输层协议主要弊祥负责实现数据在网络中的可靠传输，通常包括TCP和UDP两种协议。其中，TCP协议提供面向连接、可靠的数据传输，而UDP协议则提供无连接、不可靠的数据传输。

• 网络层协议：网络层协议主要负责实现数据在网络中的路由和转发，以及网络地址的管桐卜局理。常用的网络层协议包括IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF等。其中，IP协议是局让互联网中最重要的协议之一，负责实现数据包在网络中的传输和路由选择。

这些协议在计算机网络中各自扮演不同的角色，共同组成了网络通信的基础框架。应用层协议直接面向用户应用程序，为其提供数据传输和交互的功能；传输层协议则通过TCP或UDP协议保证数据的可靠传输；网络层协议则实现数据在网络中的路由和转发，保证数据能够从源节点到目标节点的可靠传输。

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