关于传输层协议的研究

计算机网络通信主要采用OSI模型，其主要有：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。本章主要对传输层进行深入研究探讨学习。具体OSI模型如下图1所示。（注：应用层还可以细分为：表示层、会话层和应用层）

图1. 传输层在OSI模型位置

对于OSI模型各个层，进行通信协议定义。其中，主要是应用层协议：Telnet、FTP、SMTP、DNS、HTTP以及其他应用协议；

传输层协议：TCP 和UDP协议；网络层：IP、ARP、RARP和ICMP协议。具体如下图2所示。

图2. OSI层及对应层的协议集

一.传输层功能

1.传输层主要有两大协议：TCP和UDP

下面进行详细分析：

（1）TCP（传输控制协议）

需要将传输文件分段、传输、建立会话、可靠传输和流量控制。

例如：浏览网页、传输文件、发邮件等。

图3. 浏览网页

（2）UDP（用户数据报协议）

将一个数据包就能完成数据通信不分段不需要建立会话不需要流量控制不需要可靠传输。

例如：域名解析通信、QQ一对一聊天，多播与广播等。

图4. 域名解析

注意：计算机会话查询

CMD进入DOS窗口，输入：netstat -nb 再按回车键进入

2. 应用层协议与传输层协议关系

连接关系主要通过端口号连接，具体端口号如图5所示。

图5. 应用层协议与传输层协议关系

常用的应用层协议使用的端口：

HTTP = TCP + 80

HTTP = TCP + 443

RDP = TCP + 3389

FTP = TCP + 21

共享文件夹 = TCP + 445

SMTP = TCP + 25

POP3 = TCP + 110

telnet = TCP + 23

SQL = TCP + 1433

DNS = UDP + 53

服务和应用层协议之间关系

客户端1浏览器访问web网站：发送数据包，网卡负责侦听，发现访问80端口，让80端口的web服务进行“接待请求”；

客户端2浏览器访问ftp站点：发送数据包，网卡负责侦听，发现访问21端口，让21端口的ftp服务进行“接待请求”。

其中，数据包结构：目标IP + 本地IP + 目标端口 + 本地端口 + 协议 +其他

网卡安全墙，控制端口访问请求，实现网络安全。

总结：

（1）服务使用 TCP或UDP 的端口侦听客户端请求

（2）客户端使用IP地址定位服务器使用目标端口定位服务

（3）可以在服务器网卡上设置只开放的必要端口实现服务器网络安全

二.传输层协议UDP和TCP

1.用户数据报协议UDP

（1）特点:

无连接（发送数据前不需要建立连接）

尽最大努力交付，不可靠传输，不适用拥塞控制

支持一对一、一对多、多媒体通信

首部开销小，只有8个字节

（2）用户数据报协议UDP

图片形式解释UDP协议。

2. 传输控制协议TCP

（1）概述

* TCP 是面向连接的传输协议

* TCP 连接只能有两个端点（即一对一的点对点通信）

* 全双工通信

* TCP 提供可靠交付服务

* 面向字节流（如下图所示）

上述字节流传输过程描述：A端网页文件在传输层被划分成片段1234，在网络层网页片段加上目标IP和本地IP封装成数据，数据在数据链路层加上MAC地址封装成数据帧，数据帧在物理层被转化层010101010机器码，通过信号增强器、交换器发送到B端的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，最终还原成A端地网页。

（2）主要特点

TCP连接：一条TCP连接两个端点，TCP连接的端点叫做套接字（socket）：IP+端口A------------------------------IP+端口B

套接字socket = IP地址：端口号

TCP连接：：={socket1，socket2} = {(IP1：port1)，(IP2：port2)}

（3）TCP 如何实现可靠传输