传输层的概述
传输层为应用进程之间提供了端到端的逻辑通信，在该层中主要有两个协议：无连接的用户数据报协议（UDP）和面向连接的传输控制协议（TCP）
传输层的端口
运输层用16位端口号来标志一个端口，允许有65535个不同端口，特别要注意的是这些端口是只针对本地才有意义的，两台不同的主机即使拥有同个端口号，此时这两个端口是没什么关系的。端口号总共分为三类：
- 0-1023：熟知端口号或系统端口号，例如：FTP（21）HTTP（80）
- 1023-49151：登记端口号。必须到IANA按照规定手续办理登记。
- 49152-65535：客户端端口号又称短暂端口号
UDP的概述
UDP只在IP数据包提供的服务上增加了复用，分用，差错检错服务，主要有一下几个特点：
1 无连接服务；
2.面向报文，UDP直接拿了应用层交付给自己的报文，加上UDP首部后直接交给网络层；
3.UDP是尽最大努力交付，为不可靠的交付 ；
4.UDP没有拥塞控制，无论网络环境怎么样，还是会一直保持恒定速率发送。可应用于一些对数据没有多大要求的应用（IP电话，视频）；
5.UDP支持一对一，一对多，多对多的交互通信；
6.首部只有8个字节，开销比较少。
(1)源端口 2 字节 在对方需要回信时可用，不需要时可以全 0；
(2)目的端口 2 字节 必须，也是最重要的字段；
(3)长度 2 字节 长度值包括报头和数据部分；
(4)校验和 2 字节 用于检验 UDP 数据报在传输过程中是否有出错，有错就丢弃。
UDP的首部格式
UDP数据包有两个字段：首部字段和数据字段，其中首部字段只有8个字节，由四个字段组成，各占两个字节，分别为源端号（当不需要回信时，可为0），目的端口，长度（最小为8，仅有首部），检验和。
其中需要注意的是伪首部，并非正真存在的首部，不会向上上交也不会向下传送，只被用于计算校验和（注意传输层计算校验和会将首部和数据一起来算，而网络层IP计算检验和只用首部）
TCP概述
TCP主要有以下几个特点：
1.面向连接的传输层协议；
2.每次连接只能有两个端点（IP：端口号），也称作套接字。不支持广播和多播；
3.面向字节流；
4.提供可靠的传输服务；
5.提供全双工的通信。
TCP的首部格式
TCP报文的首部前20个子节是固定的，后面的4N的字节是根据需要添加，因为TCP定义了的数据最大偏移量为60个字节，所以说首部最多为60个子节，最小则为20个字节。
20 字节的固定部分，各字段功能说明：
1.源端口和目的端口:各占 2 个字节，分别写入源端口号和目的端口号。
2.序号:占 4 字节序，序号范围[0，2^32-1]，序号增加到 2^32-1 后，下个序号又回到 0。 TCP 是面向字节流的，通过 TCP 传送的字节流中的每个字节都按顺序编号，而报头中的序号字段值则指的是本报文段数据的第一个字节的序号。
3.确认序号:占 4 字节，期望收到对方下个报文段的第一个数据字节的序号。
4.数据偏移:占 4 位，指 TCP 报文段的报头长度，包括固定的 20 字节和选项字段。
5.保留:占 6 位，保留为今后使用，目前为 0。
6.控制位:共有 6 个控制位，说明本报文的性质，意义如下：
*URG 紧急:当 URG=1 时，它告诉系统此报文中有紧急数据，应优先传送(比如紧急关闭)，这要与紧急指针字段配合使用。
ACK 确认:仅当 ACK=1 时确认号字段才有效。建立 TCP 连接后，所有报文段都必须把 ACK 字段置为 1。
PSH 推送:若 TCP 连接的一端希望另一端立即响应，PSH 字段便可以“催促”对方，不再等到缓存区填满才发送。
RET 复位:若 TCP 连接出现严重差错，RST 置为 1，断开 TCP 连接，再重新建立连接。
SYN 同步:用于建立和释放连接，稍后会详细介绍。
FIN 终止:用于释放连接，当 FIN=1，表明发送方已经发送完毕，要求释放 TCP 连接。*
7.窗口:占 2 个字节。窗口值是指发送者自己的接收窗口大小，因为接收缓存的空间有限。
8.检验和:2 个字节。和 UDP 报文一样，有一个检验和，用于检查报文是否在传输过程中出差错。
9.紧急指针:2 字节。当 URG=1 时才有效，指出本报文段紧急数据的字节数。
10.选项:长度可变，最长可达 40 字节。常见的有SACK选择确认项，窗口扩大选项，时间戳。
TCP的流量控制
主要是来让发送方不要发送太快，要让发送方来得及接收。每次发送方会维持一个发送窗口，而接收方会有一个接收窗口。当接收方来不及接收时，会发送一个rwnd给发送方，告诉此时接收窗口的大小，这时发送方会将自己的发送窗口变小，传输的数据就会少点，从而达到了流量控制的目的。不过有时会出现一个成为糊涂窗口综合症，就是接收方的接收缓存已满，而应用程序每次只用一个字节，那么发送方就只能一次发一个字节，网络效率极差。
TCP的拥塞控制
主要是根据网络的情况，控制发送方的传送速度。这里主要实现算法有：
1.慢开始（需要注意的是慢开始并非指增长速度慢，是指最开始将发送窗口定为1字节）：这个阶段cwnd增长是翻倍
2.拥塞避免：每次cwnd只增加1
3.快重传
4.快恢复
TCP运输连接管理
运输连接有三个阶段：连接建立，数据传送，连接释放。这里主要讲连接建立和连接的释放。
1. 连接建立
个人理解的文字描述：
首先由客户机建立主动连接，而服务器属于被动连接。最开始服务创建传输控制块TCB，进入了LISTEN（收听）状态，接着客户机也创建了TCB，发送了一个SYN=1;seq=x的报文段给服务器，客户机进入SYN-SENT（同步已发送）状态T。当服务器正常收到了该报文后，会发送一个SYN=1;ACK=1;seq=y;ack=x+1给客户机，服务器进入SYN-RCVD（同步已接收）状态。当客户机正常收到服务器发回的报文后，客户机会再发一个确认报文段ACK=1;seq=x+1;ack=y+1，客户机进入了ESTABLISHED（建立连接）状态。这个过程也被称为TCP建立连接的三次握手。
TCP规定在ACK报文段可以传送数据，如果不传送数据则不消耗序列号，即上面建立连接后数据的序列号可以为x+1
2.连接释放
个人理解的文字描述：
先有客户机发送一个FIN=1;seq=u（其中u为前面发送最后的一个字节序列号加1），客户机进入FIN-WAIT-1（终止等待1），服务器接收到这个报文段后，会发送一个ACK=1;seq=z;ack=u+1（其中z为最后接收到的字节序列号加1），服务器进入CLOSE-WAITD(等待关闭）状态，客户机收到这个确认后进入FIN-WAIT-2(（终止等待2）此时就证明客户机到服务器端这个方向的连接已经断开，而服务器端到客户端这个方向的连接还没释放，服务器还可以向客户机发送数据，一直到服务器没有数据要发送给该客户机时，会发送FIN=1,ACK=1;seq=w;ack=u+1给客户机，服务器进入LAST-ACK（最后确认）状态·，客户机接正确收到这个报文段，发送一个ACK=1；seq=u+1;ack=w+1给服务器，客户机进入TIME-WAIT（一般等待时间为2msl）。服务器收到这个报文段后就进入CLOSED（关闭连接状态），客户机等待了2msl后进CLOSED（关闭连接状态）。这个过程称作TCP连接释放的四次挥手。
希望以上阐述能帮助到在学习的小伙伴们！有什么问题，也欢迎大家多多指教！