1.3.2传输层

　　1.3.2.1传输层的主要功能

　　传输层是网络体系结构中最关键的一层，是资源子网和通信子网的界面与桥梁，它是面向应用的高层和面向通信的低三层协议之间的接口。传输层主要具有以下功能。

　　（1）连接管理：传输层连接的管理包括端到端连接的建立、维持和拆除。传输层可同时支持多个进程的连接，即将多个进程连接复用在一个网络层连接上。

　　（2）优化网络层提供的服务质量：传输层优化网络服务质量包括检査低层未发现的 错误、纠正低层检测出来的错误、对接收到的数据包重新排序、提高通信可用带宽、防止无访问权的第三者对传输的数据进行读取或修改等。

　　（3）提供端到端的透明数传输：传输层可以弥补低层网络所提供服务的差异，屏 蔽低层网络的细节操作，对数据传输的控制包括数据报文分段和重组、端到端差错检测 和恢复、顺序控制和流量控制等。

　　（4）多路复用和分流：当传输层用户进程的信息量较少时，将多个传输连接映射到 一个网络连接上，以便充分利用网络连接的传输速率，减少网络连接个数。

　　1.3.2.2传输层服务质量

　　传输层位于低层和高层之间，起到从通信到应用间的桥梁作用。它通过补充和完善 通信子网服务质量的差异和不足，向其高层提供统一服务质量的透明数据传输服务。传输层向上层提供的服务是利用网络层服务来实现的。不同的通信子网所提供的网络服务 质量是不一样的。这里的服务质量主要是指差错_.因为无论何种网络，传输层都要向 高层提供同样的服务，所以，如果通信子网的服务质量好，传输层所具有的功能就可以 相应的少，反之，则多。通信子网按服务质量的不同可分为A, B, C三种类型。

　　1）A型网络

　　A型网络具有可接受的残留差错率和可接受的故障通知率，残留差错率是指未纠正 的差错，故障通知率是指网络层检测到的并通知传输实体予以纠正的故障。这种网络提 供近乎可靠的网络服务，当分组在网络中传输时，既不丢失、重复，也不失序。虚电路 服务属于A型服务。公用广域网很少具有这种性能。

　　2）B型网络

　　B型网络具有可接受的残留差错率和不可接受的故障通知率。B型服务较差，利用 该网络的传输层必须提供差错恢复功能。X.25分组交换网等广域网所提供的服务厲于B 型服务。

　　3）C型网络

　　C型网络具有不可接受的残留差错率。因为这种网络不能检测到差错，因此运行在 这种网络上的传输层协议不仅要能检测到差错，而且要有差错恢复能力。数据报服务的 网络或无线分组交换网络均属于C型服务。

　　由此可见，网络服务质量的划分是以用户要求为依据的。若用户要求比较高，则一 个网络可能归于C型；反之，则一个网络可能归于B型甚至A型。例如，对于某个电 子邮件系统来说，如果网络每周丢失一个分组，那么此网络也许可算做A型：而此网络 对银行系统来说则只能算作C型了。三种类型的网络服务中，A型网络服务质量最髙， B型网络服务质量次之，C型网络服务质量最差。

　　1.3.2.3寻址

　　传输层要在用户进程之间提供可靠和有效的端对端服务，必须把一个目标用户进程 和其他的用户进程区分开来，这是由传输地址来实现的。目标用户需要这样的说明：用 户标识、传输实体、主机地址和网络号码。传输层定义一组传输地址，以供通信选用。 传输地址用术语“传输服务访问点”（Transport Service Access Point, TSAP）来描述。为 确保所有传输地址在整个网上是唯一的，传输地址规定由网络号、主机号以及由主机分 配的端口组成。

　　传输地址的构成有以下两种方法。

　　1）层次地址

　　该地址由一系列域组合而成，把它们从空间上分开。例如：

　　地址=< 国家x网络x主机 ><端口 >

　　这种方法的优点是路径选择方便，建立新接口也比较方便，而且不受高位编码的制 约。其缺点是进程移动不方便，因原地址在新机器上不能用，故路径选择缺乏灵活性。

　　一个实际例子是，在Internet中用<IP地址x端口号>表示TSAP.

　　2）平面地址空间

　　平面名称对应于地理上或任何其他层次方面都无特定关系的传输地址，可以用一个 号码当作单一系统内的地址。用这种方法确定的地址是唯一的，而且同它所处的位置 无关。

　　这种方法的优点是移动进程能携带地址，单路径选择较困难、分配地址较复杂，因 为要确保每个地址都是唯一的。

　　1.3.2.4建立与释放连接

　　传输服务有两大类：面向连接的传输服务和无连接的传输服务。无连接的传输服务 比较简单，不需要进行传输控制。而对于面向连接传输服务的两个用户（或进程）进行 相互通信，一般要经历三个过程：建立连接、数据传输和释放连接。

　　1.建立连接

　　首先在两个传输服务用户之间要建立连接，然后才能在该连接上进行实质性的数据 传输。此传输连接应由双方的传输地址构成。在连接建立过程中，根据用户对服务质量 的要求，相互协商服务的功能与参数，如选择合适的网络服务、协商传输协议数据单元 的大小、确定是否使用多路复用和流量控制等。

　　-个传输实体向目的机器发送一个连接请求的传输协议数据单元（TPDU），待接收 到对方连接的应答就可以建立连接了。这个过程通常称之为“二次握手”。

　　但当网络可能丢失、存储、出现重复分组时，这种简单的方法就不行了。为了解决 这些问题，提出了三次握手的方法。三次握手时建立连接需要三个步骤：

　　（1）甲方发送一个连接请求包到乙方。

　　（2）乙方回送一个连接请求包到甲方。

　　（3）甲方再回送一个包确认验证。

　　2.数据传输

　　一旦连接建立，两个对等实体就可以使用发送（SEND）和接收（RECIVE）原语交 换数据了；如果用户的数据#过了最大分组尺寸，发送方传输层实体会将数据分段，每 -个分段都有一个序列号，贏后的分段有一个结束标志，这样，在接收方就能按照正确 的顺序还原数据。

　　3.释放连接

　　释放传输连接包括对称释放（正常释放）和非对称释放（突发性终止）两种情况， 后者指拒绝建立连接或单方面终止连接，因为这种情况非常突然，可能会导致数据丢失， 因而不适于在运输层使用。

　　对称释放方式在两个方向上分别释放连接，一方释放连接后，只是不能发送数据，但可以继续接收数据。

　　1.3.2.5流量控制与缓冲策略

　　传输服务为保证连接的可靠性，需要对连接进行管理，流量控制是连接管理的基本 内容之一。缓存是实行流量控制的必要措施。

　　传输层中流量控制是端到端执行的，可能作用在多条链路上。传输层需要解决的是 端到端的流量控制问题，首先是对发送端传送实体发向接收端实体的数据流加以控制， 使其不超过接收端所能承受的接收能力。在数据链路层协议中，各帧在发送端路由器和 接收端路由器中被缓存起来。在传输层就要开辟很多缓冲区，造成资源浪费。一个解决 方案是：根据连接所传输的信息的类型，采取源端缓冲方案和目的端缓冲方案；即对于 低速突发性的信息，最好在发送端进行数据缓存；对于高速平稳的信息传输，最好在接 收端进行数据缓存。

　　端到端的流量控制问题不仅要考虑接收方的缓存容量问题，还要考虑子网的运载问 题。如果发送端发送数据太快，就会造成子网的拥塞，使用滑动窗口的流量控制方法来 解决此问题。发送端动态调整窗口大小以匹配网络的运载容量。为了定期调整窗口的大 小，发送端应该监测肉络的运载容量和循环时间这两个参数，然后计算所希望的窗口大 小。运载容量可以简单地通过计算在某段时间间隔内确定的TPDU数除以时间间隔来决 定。循环时间包括传输、传播、排队、在接收力的处理以及确认帧的返回时间。网络的 容量依赖于其数据传输量，因此应该频繁地调整窗口大小以适应网络运载容量的变化。

　　1.3.2.6传输服务原语

　　服务在形式上是以一组原语、（primitive）来描述的。原语被用来控制服务提供者采 取某些行动，或报告某同层实体已经采取的行动。在OSI参考模型中，服务原语划分为 4种：

　　1）请求（request）

　　用户利用它要求服务提供者提供某些服务，如建立连接或发送数据等。

　　2）指示（indication）

　　服务提供者执行一个请求以后，用指示原语通知收方的用户实体，告知有人想要与之建立连接或发送数据等。

　　3）响应（response）

　　收到指示原语后，利用响应原语向对方做出反应，例如同意或不同意建立连接等。

　　4）确认（confirm）

　　请求对方可以通过接收确认原语来获悉对方是否同意接受请求。原语可以携带参数， 如连接请求原语的参数包括机器连接需要什么服务类别等。连接指示原语的参数包含呼 叫者的表示、需要服务的类别等。被呼叫实体可以在响应原语中的参数里表示同意或不 同意连接，若同意，则对某些参数给出协商值，比如最大数据吞吐量等：ISO定义的传输服务包括了 4种类型共10个传输服务原语。