运输层为不同系统之间的进程提供逻辑通信。
应用层进程使用运输层的提供的逻辑通信，而不用关心运输层的工作机制，这就是分层的好处。
运输层从从应用程序接收到的报文，转换为运输层分组（加上运输层的头部信息），成为报文段（segment），
网络层将其封装为网络层分组（数据报）发向目的地。
为了下面介绍具体的运输层协议，首先说明下网络层IP为不可靠服务，网络层是尽力交付服务，网络层是不保证
数据交付成功，也不保证交付的顺序，不保证数据的完整性。
运输层
3.1 运输层概述
tcp为应用程序提供了 可靠数据传输服务，使用了诸如（流量控制，序号，ACK，定时器）等机制保证将数据
按顺序正确的交付给接收进程。
tcp还提供了拥塞控制，tcp力求为没每个通过拥塞的网络链路的连接平等的共享网络链路带宽。
3.2 多路复用与多路分解
运输层并没有直接将数据交给进程，而是将数据交付给了某个socket，运输层首先检查这些运输层报文段的字段，
然后根据字段信息，标识出接收的socket，将运输层报文段中的数据正确的交付到合适的socket叫多路分解。
从主机中不同进程的套接字中收集数据块，并且为这些数据块封装上首部信息，产生报文段，然后将这些报文段
交付给网络成，成为多路复用。
每个报文段都有一个目的端口字段，来标识要交付给的套接字，
其中UDP套接字是由一个二元组标识的，该二元组是通过目的ip地址和目的端口号标识的。
TCP套接字是有一个四元组标识的，该四元组（源ip地址，源端口号，目标ip地址，目标端口号），
3.3 UDP协议：
应用层将数据交给socket，然后运输层UDP协议将数据打包，将报文段传递给网络层，
UDP没有握手（建立连接）的时延，UDP不维护连接状态，可以不用跟踪一些tcp如序号，确认号等参数，
相对而言，数据量会小，
UDP的首部只有8个字节，2个字节的源端口，2个字节目标端口，2个字节的长度，2个自己的校验和（差错检测功能，看是否bit发生了变化）。
UDP不保证数据的可靠交付，UDP的典型应用为DNS，UDP数据结构如下
3.4可靠数据传输（reliable data trsanfer protocol）
TCP就是在不可靠的IP协议上实现的可靠数据传输协议，
现在定义一个 可信信道（即数据在一条信道内进行传输，并且数据不会损坏，并且保持原顺序传输）。
第一种理想情况（实际信道是不可信的）：
在现实中由于传输的信道是 可能发生丢包，顺序错乱情况的，继续升级
第二种情况：解决不可靠信道传输的问题，
当我们传输一个报文段到两外一台主机的时候，接收主机如果给我们一个回复，肯定确认回复，否定确认回复，
这样对于发送方就知道哪些数据是被收到的，哪些数据是没有收到的了，没收到的数据进行重传。
重传请求需要经过的几个步骤，
第一，差错检测，假设有个字段如校验和能够检测到内容是否被修改过，如果被修改过，证明数据不可用。
第二，接收方反馈肯定（ACK），或者否定（NAK），这样就知道接收方的接收情况
第三，重传
第三种情况，解决重传问题
在上面的图中makepkt中多了一个参数序号（0,1），如果NAK不发送，同时在确认ACK加入一个确认的序号就知道是那个报文段是已经确认的。剩下的就是有问题的报文段。
引入倒计时定时器，当经过倒计时的时间（需大于一个报文段往返的时间）的时候还没收到ACK那么则重发该分组，
这个定时器需要的功能如下
1，该定时器必须响应中断操作。
2，该定时器必须在发送分组，或者重传分组的时候启动定时器。
3，终止操作。
第四种情况，上面的虽然可以完成一个可靠的传输协议，但是效率太低
假设将一个报文段传入信道的耗时1毫秒，在信道中RTT平均耗时30毫秒，
这样会导致每31毫秒才能发送确认一个报文段，效率太低，大部分时间都在信道传输。
解决办法就是允许，传递多个报文段，同时允许存在多个已发送未确认的报文段，
1，增加序号范围，不仅仅只是0,1了
2，对于发送发必须能够缓存那些已发送没确认的报文段，对于接收方需要缓存那些已经成功接收的报文段，
因为存在延时接收到之前的报文段，或者丢失的情况。
3，解决差错恢复一般有两种情况，一种是回退N步GBN(go back n)，另外一种是选择重传SR(selective repeat)。
发送方图（GBN，没列接收方）
选择重传：
和上面的区别在于，对于发送方，对于未按照顺序收到的ACK确认，只要该ACK在窗口内，那么发送方就把改报文段标识为已发送成功（在接收到的ack正好是base的时候移动窗口则前移），对于接收方，失序的报文就被缓存，直到更小需要的分则接收到为止，这是才会将按序的报文交付给应用层。
接收方图（SR选择重传，没列发送方图）
对于窗口大小N的定义，必须小于序号总空间大小的一般，不然，会出现 当前发送方发送的报文段（当某个报文段丢失的时候），对于接收方来说不知道是重传还是初次发送。
由于 序号是可以重复利用的，当一个序号x或者确认号x在中间网络缓存，或者其他原因x暂时被没有到达发送或者接收方，
序号x或者确认号x随时都有可能，重新发出。
在实际应用中，确认一个序号或者确认号x不在网络中，是通过发送方确认先前发送的分组都不会在网络中，具体实现是假定报文段在网络中存活的时间不超过某个具体的时间
tcp连接是面向连接的，必须先三次握手，同时tcp连接是全双工的。下面介绍下tcp的报文结构
tcp估算往返时间
tcp并不会对每个报文的发送计算时间，只是在特定时间进行某个报文段sampleRTT，sampleRTT是不会计算重传的报文段
tcp的加权平均值 estimateRTT= （1-a）*estimateRTT + a*sampleRTT,
a的值RFC给出的建议为0.125，
时间偏离值devRTT = devRTT*（1-b） + b*|estimateRTT -sampleRTT|
devRTT 的值越小越说明RTT越稳定
超时间隔必须大于estimateRTT，不然会造成没必要的重传，超时间隔也不能无限大，不然会造成延迟，那么他的上界建议为
timeoutInterval = estimatedRTT +4*devRTT
timeoutInterval 的初始值建议为1秒，同时当出现超时的时候 timeoutInterval 的值将翻倍，
同时，当接收到确认ack的时候（非重传的报文段）或者接收到引用层数据将重新计算estimatedRTT 并且更新timeoutInterval
tcp可靠数据传输
tcp是需保证数据传输到接收端的，当发生报文段丢失的时候，tcp需要重传该报文段，那么tcp什么情况下重传呢
当tcp接收到应用层数据的时候，准备将数据交付给IP，如果发现没有启动定时器，那么就启动一个定时器，
如果定时器启动了那么则共用同一个定时器（不会为每个报文段启动一个定时器，不然开销太大了）。
当定时器超时的时候，那么则重启定时器，超时时间翻倍，
当发送端接收到确认ACK，当该并且该ACK确认号>发送方sendbase时，并且发送方仍然有未确认的报文段，则重启定时器。
当发送方连续收到三次相同的ACK（接收端会回传ACK,如果不是按序则回传当前确认的最小序号），则说明报文段有丢失，
发送方则重新发送当前未被确认的最小序号的分组，而不用等待超时事件发送（不然耗时太长）
流量控制
tcp接收方有一个接受缓存，如果发送持续快速大量发送数据则接收方的接收缓存将溢出。buffer为接受缓存大小
tcp接收方必须维护一个rwnd（接收窗口），
lastByteRead = 应用层从接受缓存读取的数据；
lastByteRcvd = 从发送读取的字节序号；
rwnd= buffer-(lastByteRead-lastByteRcvd );
对于发送方lastByteSent - lastByteAcked的值必须 <= rwnd;不然就可能出现缓存溢出
有一种特殊情况，当rwnd的值为0的时候，发送方发送一个字节的数据给接收方，接收方清理缓存后发送一个更新后的rwnd给发送方
拥塞控制
拥塞控制，分为两大类，一类是是网络层提供辅助，典型的有ATM,ABR异步传输模型的可用传输速率
还有一种就是TCP自己实现端到端的拥塞控制。
此时发送方必须维护一个变量cwnd，为拥塞窗口，它对tcp能对发向网络中的速率进行限制。
lastByteRead-lastByteRcvd < min{cwnd,rwnd}；
cwnd即限制了未被确认的报文段的数量，则就可控制发送速率，发送速率为cwnd/RTT就是他的每秒发送速率。
对于发送端丢包时间有两种情况，超时，和收到三次ACK。
TCP可以根据丢包和ACK来调整他的cwnd，来控制发送速率
一个确认的ACK标示表示接收正常，可以增加发送速率。
一个超时事件，或者一个报文段连续收到重复ACK表示需要减少发送速率。
TCP拥塞算法主要包括如下3个部分
1，慢启动
慢启动是指在连接创建的时候，cwnd的值为1个MSS，发送方向网络中发送报文段，
一但全部被确认，那么发送方将以两倍cwnd的速度指数递增，
慢启动的结束事件为，当发生超时事件的时候，将cwnd将设置为1，重新进入慢启动状态。
同时设置变量ssthresh（慢启动阈值）为原cwnd的一半，当下次达到或者超过ssthresh的值的时候，就将进入拥塞避免模式。
当接收到三个冗余的ACK的时候，TCP将执行快速重传，进入快速恢复状态。
2，拥塞避免
当进入到拥塞避免阶段的状态，当到达一个新的 确认的时候，每个RTT，cwnd的窗口值将增1个MSS。
例如在一个RTT内发送了5个报文段，每个达到的ACK会增加1/5个MSS。
当出现超时丢包的情况的时候，sthresh的值将为原cwnd的一半，将进入慢启动状态，
当收到3个冗余的ACK的时候，将进入快速恢复状态，tcp将cwnd的值减半，sthresh的值是cwnd的一半，
3，快速恢复
对于引起tcp进入快速恢复的缺失报文段，对收到的每个冗余ack，cwnd将增加一个MSS，当收到缺失的报文段的时候，
将继续进入拥塞避免，