トランスポート層---概要

トランスポート層の主な内容

1. トランスポート層の動作原理:

• 多重化と逆多重化
• 信頼性の高いデータ転送
• フロー制御
• 輻輳制御

2. インターネット トランスポート層プロトコル:

• UDP: コネクションレス型送信
• TCP: 接続指向の信頼できるトランスポート
• TCP輻輳制御

1. 概要とトランスポート層サービス

1.1 概要

• 1. トランスポート層:アプリケーションから受信したメッセージを複数の小ブロックに分割し、各小ブロックにトランスポート層ヘッダーを追加してトランスポート層セグメントを生成します。つまり、トランスポート層パケットに変換します。(トランスポート層グループはトランスポート層とも呼ばれます)セグメント)

• 2. アプリケーション データの転送 —図 1:

  • 送信者:

• 図2
  • 中間転送:

ネットワーク層は、トランスポート層セグメントをデータ パケットにカプセル化します。

中間ルーターはネットワーク層のフィールドに作用し、トランスポート層セグメントのフィールドはチェックしません。

• 図3
  • 受信側:

1.2 伝送サービスとプロトコル

• 1. トランスポート層プロトコルの役割:さまざまなホスト アプリケーション プロセスに論理通信機能を提供します。

コンピュータネットワークにおける論理通信: このようにして、送信側の異なるアプリケーション プロセスは、同じトランスポート層プロトコルを使用してデータを送信できます。また、受信側のトランスポート層は、メッセージのヘッダーを取り除いた後、データを宛先アプリケーションに正しく配信できます。

論理通信を実装するには、トランスポート層がエンドツーエンドの論理接続を提供し、エラー検出などの操作を実行する必要があります。コンピュータ ネットワークでは、2 つのトランスポート層間に水平方向の物理接続はありませんが、それらの間の通信は水平方向に沿ってデータを送信しているように見えます。

• 2. トランスポート層プロトコルの実装場所: 端系统之中。
• 3. トランスポート層プロトコル:TCP および UDP プロトコル。

1.3 トランスポート層とネットワーク層

次の図を例として考えてみましょう。

このうち「郵便」の左側と右側は、二つの家族のメンバー全員、代表2 つのホスト (エンド システム)

• 受信者のボブとアン:トランスポート層プロトコル
• 郵便局：代表者ネットワーク層プロトコル
• 封筒の内容（文字）：アプリケーション層のメッセージ
• プロセス: 2 つの家族の関係。

1.4 インターネットトランスポート層プロトコル

• UDP (ユーザー データグラム プロトコル): 信頼性の低い、コネクションレス型のサービス。

• TCP (Transmission Control Protocol): 信頼性の高い接続指向のサービス。
  

  1. コネクション型サービスとコネクションレス型サービス

  コネクションレス型サービスとは
  、通信相手が事前に通信回線を確立する必要がなく、宛先アドレスを持つパケット（メッセージ群）を回線に送り、システムが独自に経路を選択して送信するサービスです。

  コネクション型サービス
  通信を行う際には、双方が事前に通信回線を確立する必要があり、コネクションの確立、コネクションの利用、コネクションの解放の3つのプロセスが必要となります。

  2. 応答するサービスと応答しないサービス

  応答サービスとは、
  受信者がデータを受信した後、送信者に対応する応答を行うことを意味し、この応答はユーザーではなく伝送システム内で自動的に実装されます。
  送信される応答には肯定応答と否定応答があり、通常、受信データにエラーがあった場合には否定応答が送信されます。
  無応答サービスと
  は、送信されたデータを受信者が送信者に何もフィードバックしないサービスであり、ユーザーが実装するのではなく、通信システムが自動的に実装する不透明なサービスです
  。したがって、サービスの信頼性を保証することはできません

  3. 信頼できるサービスと信頼できないサービス

  信頼性の高いサービスとは、
  ネットワークにエラー修正およびエラー検出メカニズムがあり、データが宛先に正確かつ確実に送信されることを保証することを意味します。

  信頼性の低いサービスとは
  、ネットワークがデータを正しく確実に送信しようとするだけで、データが宛先に正しく確実に送信されることを保証できないことを意味します。
  たとえば、ファイル転送サービスは応答サービスであり、サーバーから送信されたページ ファイルをクライアントが受信しても応答しないため、信頼性の低いサービスです。

2. 多重化と逆多重化（デマルチプレクシング）

2.1 概要

• はじめに：ネットワーク層 IP プロトコル（国際プロトコル）： IP アドレスを持つ各ホストに基づいて提供される
  ベストエフォート型の配信サービス（Best-Effort Delivery Service）です。不可靠服务
• 定義:
  多重化:トランスポート層セグメントのデータを正しいソケットに配信する作業。
  デマルチプレクシング (逆多重化) : を含むソース ホスト上のさまざまなソケットからデータ ブロックを収集し、ヘッダー情報を (後の分解のために) カプセル化して、メッセージ セグメントをネットワーク層に渡します。すべての仕事。

• 多重化の要件:
  • 1. ソケットには一意の識別子があります
  • 2. 各セグメントには、特別なフィールド配信先のソケットを示します。

トランスポート層セグメントの送信元ポートフィールドと宛先ポートフィールド:

• プロセス図:
  

2.2 コネクションレス型とコネクション型の逆多重化（逆多重化）

• 1. コネクションレス型多重分離（多重分離）
  

2. コネクション型逆多重化（逆多重化）

2.3 コネクション指向の多重化

※2.4 WebサーバーとTCP

• フロントエンド
  接続ソケットとプロセスの間には 1 対 1 の対応関係はありません。

現在の高性能 Web サーバーは通常、プロセスを 1 つだけ使用しますが、新しいクライアント接続ごとに新しい接続ソケットを持つ新しいスレッドを作成します (スレッドは軽量のサブプロセスと考えることができます)。このようなサーバーでは、常に同じプロセスに多数の接続ソケット (異なる ID を持つ) が接続される可能性があります。

• 永続的な HTTP の使用: クライアントとサーバーの間同じサーバーソケットHTTP メッセージを交換します。

• 非永続的な HTTP を使用します。各要求/応答ペアは新しい TCP 接続を作成し、その後それを閉じます (毎回異なるソケットを作成して閉じる）。ソケットの作成と終了を頻繁に行うと、Web サーバーのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

• マルチスレッド Web サーバー: