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新手入門(mén)：OSI七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之傳輸層( 二 )

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繼續(xù)我們的例子，假設(shè)Ann和Bill都去度假了，另外一對(duì)堂兄妹——Susan和Harvey代替——他們來(lái)提供家庭內(nèi)部的郵件收取和分發(fā)工作 。不幸的是，Susan和Harvey所提供的收集和分發(fā)工作與Ann和Bill所提供的不完全相同 。對(duì)于年齡更小的Susan和Harvey來(lái)說(shuō)，他們收集和分發(fā)郵件的頻率比較少，而且偶然會(huì)發(fā)生丟失信件的事情(這些信件偶然被家里的狗吃掉了) 。這樣，這一對(duì)堂兄妹Susan和Harvey提供了一套不同于Ann和Bill的服務(wù)(也就是說(shuō)，服務(wù)模型不同) 。打比方來(lái)說(shuō)，正如一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以接受不同的傳輸層協(xié)議一樣，每一個(gè)協(xié)議為應(yīng)用程序提供不同的服務(wù)模型 。
Ann和Bill所可能提供服務(wù)明顯地受限于郵遞服務(wù)所提供的服務(wù) 。例如，假如郵遞服務(wù)并不提供在兩所房子之間傳遞郵件所需要的最大時(shí)限(如3天)，那么Ann和Bill也就不能保證各個(gè)堂兄妹之間的郵件的最大延遲 。同樣，傳輸層協(xié)議所提供的服務(wù)也通常受限于位于其下方的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 。假如網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議不能提供主機(jī)之間傳送的4—PDU的延遲和帶寬保證，那么傳輸層協(xié)議也不能提供進(jìn)程之間傳送的消息的延遲和帶寬保證 。
然而，即使當(dāng)下面的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議使得網(wǎng)絡(luò)層并不能提供某些相應(yīng)服務(wù)時(shí)，傳輸層協(xié)議仍然可以提供某些特定服務(wù) 。例如，即使下面的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議并不是可靠的，也就是說(shuō)，即使網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議丟失、篡改或者復(fù)制了傳送的數(shù)據(jù)包，傳輸層協(xié)議也可以提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 。另一個(gè)例子是，即使網(wǎng)絡(luò)層不能保證4—PDU的保密性，傳輸層協(xié)議也可以通過(guò)加密的方式來(lái)保證應(yīng)用程序消息不被入侵吝讀取 。我們會(huì)在以后的文章里逐漸接觸到這些問(wèn)題 。
因特網(wǎng)中傳輸層
回憶一下因特網(wǎng)，通常是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用層可以得到兩種不同的傳輸層協(xié)議 。其中—·種協(xié)議是UDP(User Datagram Protocol)，它為調(diào)用應(yīng)用進(jìn)程提供了一種不可靠的、無(wú)連接的服務(wù) 。第二種協(xié)議是TCP(Tansmission Control Protocol)，它為調(diào)用應(yīng)用進(jìn)程提供了一種可靠的、面向連接的服務(wù) 。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)用程序外發(fā)者必須指定這兩種傳輸協(xié)議中的一種 。

在進(jìn)行UDP和TCP的簡(jiǎn)單介紹之前，我們有必要先簡(jiǎn)介—下因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層 。因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有——個(gè)名字——ID，也就是iNTERNET Protocol 。IP提供了主機(jī)之間的邏輯通信 。IP服務(wù)模型是一個(gè)盡力傳送服務(wù) 。這就意味著IP盡它最大的努力在通信主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)段，但是卻不提供任何保障 。非凡是，它不能保證數(shù)據(jù)段傳輸?shù)陌踩?，不能保證數(shù)據(jù)段的順序傳輸，不能保證數(shù)據(jù)段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)完整性 ?；谶@些原因，IP被稱(chēng)為不可靠服務(wù) 。每一個(gè)主機(jī)都要有一個(gè)IP地址 。
在對(duì)IP服務(wù)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹之后，讓我們來(lái)總結(jié)—下TCP和UDP的服務(wù)模型 。UDP和TCP的基本職責(zé)就是將IP的兩個(gè)終端系統(tǒng)之間的傳送服務(wù)擴(kuò)展為終端系統(tǒng)上運(yùn)行的兩個(gè)進(jìn)程之間的傳送服務(wù) 。主機(jī)—主機(jī)的傳送到進(jìn)程—進(jìn)程傳送的擴(kuò)展被稱(chēng)為應(yīng)用程序的多路復(fù)用和多路分解 。UDP和TCP還通過(guò)在頭部中加入糾錯(cuò)字段來(lái)提供完整性檢測(cè) 。這兩個(gè)最小的傳輸層服務(wù)——進(jìn)程—進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送和錯(cuò)誤檢測(cè)——是UDP所提供的惟一的兩個(gè)服務(wù)!非凡是，正如IP一樣，UDP是一種不可靠的服務(wù)，它不能保證由一個(gè)進(jìn)程送出的數(shù)據(jù)可以完整地到達(dá)目標(biāo)進(jìn)程 。
【新手入門(mén)：OSI七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之傳輸層】另一方面，TCP為應(yīng)用進(jìn)程提供了幾種額外的服務(wù) 。首先，也是最重要的，它提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸 。通過(guò)使用數(shù)據(jù)流控制、序列編號(hào)、確認(rèn)和計(jì)時(shí)器(我們會(huì)在以后的文章介紹這些技術(shù))，TCP保證了數(shù)據(jù)正確有序地從發(fā)送方進(jìn)程傳送到接收方進(jìn)程 。這樣，TCP就將IP的終端系統(tǒng)之間的不可靠傳送服務(wù)轉(zhuǎn)換成了進(jìn)程之間的可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 。TCP還使用了擁塞控制機(jī)制 。與其說(shuō)擁塞控制是提供給調(diào)用進(jìn)程的服務(wù)，不如說(shuō)它是提供給整個(gè)因特網(wǎng)的服務(wù)，為了公共利益的服務(wù) 。泛泛地說(shuō)，TCP擁塞控制阻止了任何一個(gè)TCP連接在超大量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鏈路和交換機(jī)被沉沒(méi)的問(wèn)題 。確切地說(shuō)，TCP答應(yīng)TCP連接通過(guò)一個(gè)擁擠的網(wǎng)絡(luò)鏈路平等地分享該鏈接的帶寬 。這是通過(guò)調(diào)整發(fā)送方TCP可以傳送到網(wǎng)絡(luò)的流量米實(shí)現(xiàn)的 。而UDP的通信流量是無(wú)法進(jìn)行控制的 。一個(gè)使用UDP傳輸協(xié)議的應(yīng)用程序可以用其需要的任意速度發(fā)送數(shù)據(jù) 。

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