传输层协议
一.TCP和UDP协议
TCP/IP协议族的传输层协议
TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
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TCP协议:传输控制协议,传输稳定可靠
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TCP是面向连接的,可靠的进程到进程通信的协议,TCP提供全双工服务,即数据可在同一时间双向传输,每一个TCP都有发送缓存和接收缓存,用来临时存储数据。
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UDP协议:用户数据报协议,传输效率更高
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UDP协议是无连接,不保证可靠性的传输层协议。发送端不关心发送的数据是否到达目标主机,数据是否出错等,收到数据的主机也不会告诉发送方是否接收到了数据,它的可靠性由上层协议来保障。传输数据更快,效率更高。
面向连接网络协议,是指通信双方之间在进行通信之前要先建立连接。比如打电话,双方通话前需要先建立连接。
无连接网络协议,是指通信双方不需要事先建立一条通信线路,而是把每个带有目的地址的包送到网络线路上,有系统自主选定路线进行传输。比如qq,微信发送信息。
二.TCP 报文
TCP将若干个字节构成一个分组,叫报文段
TCP报文段封装在IP数据报中 10部分
- 源端口号:发送方进程对应的端口号。
- 目标端口号:对应的是接收端的进程的端口号。
- 序号:发送端为每个字节进行编号,便于接受端正确重组。
- 确认号:用于确认发送端的信息。这个是用来告诉发送端这个序号之前的数据段都已经收到了,如确认号是N,就表示前N-1个数据段都已收到。
- 首部长度:用它可以确定TCP首部数据结构的字节长度。一般情况下TCP首部是20字节,但首部长度最大可以扩展为60字节。
- 保留:作为扩展位,目前没有用到。
控制位:
URG | 紧急位 | 紧急指针有效位,配合紧急指针使用 |
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ACK | 确认位 | 当ACK=1时,确认序列号字段才有效,为0时,无效 |
PSH | 急迫位 | 标志位为1时,要求接收方尽快将数据段送达应用层 |
RST | 重置位 | 当RST值为1时,通知重新建立TCP连接 |
SYN | 同步(连接)位 | 同步序号位,TCP需要建立连接时将这个值设为1 |
FIN | 断开位 | 当TCP完成数据传输需要断开连接时,提出断开连接的一方将这个值设为1 |
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窗口大小:说明本地可接受数据段的数目。这个值的大小是可变的,当网络通畅时接收端响应消息会将这个窗口值变大以加快传输速度,当网络不稳定时减小这个值可保证网络数据的可靠传输,TCP中的流量控制就是依靠变化窗口大小来实现的。比如下载速度从一开始的几KB逐渐升到几MB的过程。控制网速用的。
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校验和:用来做差错控制。字段检验的范围包括首部和数据这两部分。数据段在发送时和到达目的地时会进行校验和计算,若值不一致,会认为该数据被破坏,接收端将丢弃该数据。
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紧急指针:和URG配合使用,当URG=1时有效。
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选项:在TCP首部可以有多达40字节的可选信息。例如,最大报文段长度MSS(Maximum Segment Size)。MSS告诉对方TCP:我的缓存所能接收的报文段的数据字段最大是MSS个字节。
三. 三次握手过程
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PC1想与PC2建立连接,先发送SYN报文(SYN=1)请求建立连接PC1seq序号x
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PC2接收到之后发送SYN和ACK报文,就是(ACK=1)确认并也(SYN=1)请求建立连接PC2seq是y,Ack=x+1,这个Ack是确认号,代表前面PC1的x已经收到。
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PC1收到PC2的请求建立连接,也进行(ACK=1)确认,并进行回复seq=x+1,Ack=y+1代表PC2的y已收到。
四.四次挥手过程
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PC1想要与PC2断开连接,先发送(FIN=1)请求断开和(ACK=1)确认。
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PC2回复(ACK=1)同意断开。这是已成半断开,这时PC1已无法继续连接PC2,但是PC2仍能给PC1发送数据。
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接着PC2也想断开与PC1的连接,发送(FIN=1)并(ACK=1)确认。
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PC1(ACK=1)确认断开。