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本投影片檔案僅供本書上課 教師 使用 ， 非經 作者 同意請勿拷貝或轉載，謝謝。 教學單位若需教材上網，請洽旗標業務取得另一 Web 版，以免觸法，謝謝‧. 大綱. 簡介 埠編號 UDP TCP 序列號碼 緩衝區與滑動訊窗 TCP 標頭欄位定義與實例解析 TCP 連線的啟動與結束 TCP 協定選擇項. 簡介. 傳輸層介於網路層與會議層之間 傳輸層協定標頭位於網路層協定標頭後 TCP/IP 協定架構下 TCP Transmission Control Protocol； 傳輸控制協定 UDP

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  1. 本投影片檔案僅供本書上課教師使用，非經作者同意請勿拷貝或轉載，謝謝。本投影片檔案僅供本書上課教師使用，非經作者同意請勿拷貝或轉載，謝謝。 教學單位若需教材上網，請洽旗標業務取得另一Web版，以免觸法，謝謝‧

  2. 大綱 • 簡介 • 埠編號 • UDP • TCP • 序列號碼 • 緩衝區與滑動訊窗 • TCP標頭欄位定義與實例解析 • TCP連線的啟動與結束 • TCP協定選擇項

  3. 簡介 • 傳輸層介於網路層與會議層之間 • 傳輸層協定標頭位於網路層協定標頭後 • TCP/IP協定架構下 • TCP • Transmission Control Protocol；傳輸控制協定 • UDP • User Datagram Protocol；使用者資料報協定

  4. TCP與UDP • Examples: • TCP: FTP、Telnet、SMTP、POP3等 • UDP:音視訊資料的傳輸、DNS、SNMP、NFS、BOOTP

  5. TCP

  6. 埠編號 (Port Number)

  7. 埠編號 (Port Number) • 傳輸層的定址工作 • 在網路層定址之外，定義一個參數做為相同節點間不同通訊服務的辨識

  8. 埠編號 • 佔16位元 • 埠編號由ICANN的IANA所管轄 • Internet Corporation for Assigned Names and Numbers • 網際網路名稱與數字位址分配機構 • 分為三種類型 • 公認埠:公共、常用服務應用程式 • 註冊埠:一般應用服務程式向IANA註冊後使用 • 動態埠:不被註冊佔用，提供自由運用

  9. 常見的保留埠編號

  10. 客戶端 (Client) 埠編號 • IANA規範的埠編號是針對伺服端 (Server) • 客戶端埠編號與伺服端埠編號的設定分開 • 相互不衝突 • 隨機產生 • 常設在1,024 ~ 4,096

  11. UDP 協定

  12. UDP 協定 • 一種非可靠性的傳輸模式 • 不會檢測是否已經成功地將資料傳送給對方 • UDP標頭 • UDP訊息長度 : 以位元組為單位 • 記錄UDP標頭及其所屬資料的總合長度

  13. Checksum值運算 • 標頭、資料、虛擬標頭 (Pseudo Header) • Checksum:16個位元為單位，運用1補數演算法執行加總後，再求1的補數 • 虛擬標頭 • 對網路層再次檢測，也破壞各層級各自負責的原則，是好是壞:見仁見智

  14. UDP封包範例

  15. TCP 協定

  16. TCP 協定 • 高可靠度的資料傳輸 • 比UDP複雜的標頭格式與定義 • 提供豐富的通訊控制功能 • 詳細對TCP標頭各欄位定義說明之前 • TCP協定序列號碼 (Sequence Number) • 滑動視窗 (Sliding Window)

  17. 序列號碼 • 用以記錄傳送資料過程的累積序號 • 隨傳送完成的位元組數進行循環累加 • 最初 TCP序號累加以「封包數」為累進單位 • 目前則以「位元組數」為單位 • 對100Mbps傳輸速率的系統而言，序號的循環累加大約14天才循環一次 • 因傳輸延遲與等待，實際時程會更長 • 更快網路架構，序號循環時間會更短 • > > IP TTL 的255秒 • 且遇上相同序號的機率也相當微小

  18. 回應號碼欄位 • 與序列號碼一起運作 • 告知資料順利收到 • 象徵期望下次收到對方來信的序列號碼

  19. 單向資料發送

  20. 雙向資料傳送

  21. 傳送發生錯誤

  22. 緩衝區

  23. 一般通訊傳輸情形

  24. 緩衝區運用

  25. 合併回應

  26. 滑動訊窗 (Sliding Windows)

  27. 滑動訊窗 (1/2) • 緩衝區也稱之為「訊窗」(Windows) • 訊窗大小由各項參考參數調整 • 單位 • 封包數量：HDLC 、X.25 • 位元組數：TCP • 整體可用的訊窗大小固定 • 剩餘訊窗容量記錄在標頭Window欄位

  28. 滑動訊窗的運作

  29. 訊窗運作範例

  30. TCP 標頭

  31. TCP標頭 • 由於TCP協定的高可靠度傳輸要求 • TCP標頭比UDP標頭要複雜得多

  32. TCP 欄位定義 (1~4) • Source Port Number (來源埠編號) • Destination Port Number (目的埠編號) • Sequence Number (序列號碼) • Acknowledgement Number (回應號碼) • Example: • 140.134.28.206 (簡稱206節點) 與140.134.36.110 (簡稱110節點) 間的傳輸 • 開始時序號分別為10072715與22385505

  33. 206節點與110節點 (1/6) • 訊息長度49 (107-20-20-18) 位元組

  34. 206節點與110節點 (2/6) • 10072764 = 10072715 + 49

  35. 206節點與110節點 (3/6) • 60位元組資料傳送 (60=118-20-20-18)

  36. 206節點與110節點 (4/6) • 10072824=10072764+60 • 13 (=71-58) 個位元組資料的傳送

  37. 206節點與110節點 (5/6) • 22385518=22385505+13

  38. 206節點與110節點 (6/6) • 10072861=10072824+37

  39. TCP 欄位定義 (5,6) • HLEN (Header Length；4位元) • 記錄TCP標頭長度 • 以四個位元組為單位 • 沒有選擇項，HLEN值為5 => 20位元組 • 也代表資料從TCP標頭開始位置起算的開端 • 也稱Data Offset (資料位移) 欄位 • Reserved (保留位元；4位元) • 未使用，四位元，設為0

  40. TCP 欄位定義 (7) • 控制旗標欄位 (Control Flag) • 用來對TCP封包進行控制 • CWR (Congestion Window Reduced；擁塞視窗已降低) • ECE (ECN Echo；明確擁塞通知回聲)

  41. 控制旗標欄位 (2/3) • URG (Urgent；緊急) • 1：緊急資料，需立即處理 • Ex: Crtl-C • 位置 : 緊急指標 (Urgent Pointer) 欄位描述 • ACK (Acknowledgement；回應) • 1：帶回應確認訊息 • 一般的TCP封包，此旗標通常都設為1 • PSH (Push；推進) • 1：直接送往上層應用程式，不經TCP處理，或等待緩衝區完全接收資料後再處理，Ex: Enter • 圖9.17～圖9.22，除圖9.18外都以PSH進行

  42. 控制旗標欄位 (3/3) • RST (Reset；重設) • 1：重新對TCP封包進行設定傳送 • SYN (Synchronize；同步) • 1：進行雙方同步溝通 • 每次TCP連線建立之初，都必須執行 • FIN (Final；結束) • 1：連線結束訊息

  43. TCP 欄位定義 (8-9) • Window欄位 : 16個位元 • 記錄緩衝區剩下的資料空間 • Example :圖9.17～圖9.22 • Checksum欄位 : 與UDP類似 • TCP標頭、資料以及虛擬標頭三部分 • 以16位元為單位，1補數演算法，再求1的補數 • 運算時，標頭Checksum欄位 : 0

  44. TCP 欄位定義 (10-11) • Urgent Pointer(緊急指標)；16位元 • 旗標URG位元為1時才會運用 • 描述緊急資料所在位置 • Ex:資料流量超過網路的頻寬時，系統發出緊急訊息，要求網路主機暫緩傳送資料封包 • TCP Options (選擇項) 欄位 • 可變長度欄位 : 32位元整數倍 • 不足32位元 : 加填充位元 (Padding) • 最常見的TCP選擇項 • 定義傳送封包的最大值 • SACK機制

  45. TCP連線的啟動與結束

  46. TCP連線的啟動

  47. 110對206進行連線啟動

  48. 206對110進行連線啟動與訊息回應

  49. 110對206連線啟動進行回應

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