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计算机网络传输层协议课件

?传输层概述?TCP协议?UDP协议?传输层协议的比较与选择?传输层协议的安全性目录contents

01传输层概述

传输层的功能数据传输拥塞控制传输层负责在发送端和接收端之间建立可靠的、有序的、错误校验的数据传输通道。当网络拥塞时，传输层负责控制发送端的发送速率，以减轻网络拥塞。流量控制传输层通过流量控制机制，确保发送端不会发送过快的数据，以避免接收端来不及处理而造成数据丢失。

传输层协议的分类TCP协议TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，适用于需要可靠数据传输的应用，如网页浏览、电子邮件等。UDP协议UDP是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层协议，适用于对实时性要求较高的应用，如在线视频、语音通话等。

传输层协议的应用场景网页浏览在线视频使用TCP协议进行可靠的数据传输，确保网页内容能够完整、准确地显示在用户浏览器上。使用UDP协议进行实时性要求较高的数据传输，确保视频流能够流畅地播放。电子邮件语音通话使用TCP协议进行可靠的数据传输，确保电子邮件能够安全、准确地到达收件人邮箱。使用UDP协议进行实时性要求较高的数据传输，确保语音通话能够实时进行。

02TCP协议

TCP协议的特点面向连接可靠传输TCP协议在传输数据之前需要先建立连接，并在传输结束后释放连接。TCP协议提供了数据传输的确认和重传机制，能够保证数据的顺序和完整性。流量控制拥塞控制TCP协议通过滑动窗口机制实现流量控制，能够动态地调整发送速率，避免因发送方过快发送导致接收方来不及处理。TCP协议通过拥塞控制算法（如慢开始、拥塞避免、快重传等）来避免网络拥塞，提高数据传输的效率和稳定性。

TCP协议的连接建立与释放要点一要点二连接建立连接释放TCP协议使用三次握手（3-wayhandshake）机制建立连接。第一次握手：客户端向服务器发送SYN报文，并等待服务器确认；第二次握手：服务器收到SYN报文后，向客户端发送SYN+ACK报文，并等待客户端确认；第三次握手：客户端收到SYN+ACK报文后，向服务器发送ACK报文，连接建立成功。TCP协议使用四次挥手（4-wayhandshake）机制释放连接。第一次挥手：客户端向服务器发送FIN报文，表示客户端没有数据要发送了；第二次挥手：服务器收到FIN报文后，向客户端发送ACK报文，表示已收到客户端的关闭请求；第三次挥手：服务器向客户端发送FIN报文，表示服务器也没有数据要发送了；第四次挥手：客户端收到FIN报文后，向服务器发送ACK报文，连接释放成功。

TCP协议的数据传输过程数据分段数据传输发送方将数据划分为一定长度的TCP段，并在每个段前面添加段首部，组成TCP数据报文。按照TCP连接建立时协商的顺序，将TCP段依次发送给接收方。流量控制和拥塞控制数据重组在数据传输过程中，TCP协议通过滑动窗口机制实现流量控制和拥塞控制，确保数据传输的稳定性和可靠性。接收方按照TCP段的序号重新组合成原始数据。

TCP协议的流量控制与拥塞控制流量控制TCP协议通过滑动窗口机制实现流量控制。发送方维护一个窗口大小变量，窗口大小表示未被确认的数据量。当窗口大小达到一定阈值时，发送方将减慢发送速率，以避免接收方来不及处理。拥塞控制TCP协议通过一系列拥塞控制算法（如慢开始、拥塞避免、快重传等）来避免网络拥塞。当网络出现拥塞时，发送方会减慢发送速率或增加数据段的长度，以减小对网络的冲击。同时，接收方也会通过滑动窗口机制通知发送方调整发送速率。

03UDP协议

UDP协议的特连接不可靠面向数据报文简单高效UDP协议在传输数据之前不需要建立连接，减少了传输延迟。由于UDP协议没有提供数据传输的确认和重传机制，因此数据传输可能丢失或乱序。UDP协议将数据分割成固定长度的报文，每个报文独立传输。UDP协议结构简单，易于实现，且不涉及复杂的控制流程。

UDP协议的数据传输过送端将数据划分为固定长度的报文，并添加UDP头部信息。发送端将UDP数据报发送给如果需要，接收端可以向发送端发送确认报文，表示数据已成功接收。接收端收到UDP数据报后，提取数据并处理。接收端。

UDP协议的应用场景实时应用流媒体物联网控制网络物联网设备之间需要低功耗、低延迟的通信，UDP协议适用于此类场景。如在线视频、语音通话等需要快速传输和实时交互的应用。如网络直播、在线游戏等需要连续传输大量数据流的应用。如智能家居、工业控制等需要快速响应和可靠传输的应用。

04传输层协议的比较与选择

TCP与UDP的比较?TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是计算机网络传输层中的两个重要协议，它们在传输层中扮演着不同的角色，具有各自的特点和适用场景。

传输层协议的选择依