传输层

目录

 

 

概述

传输层是主机特有的层次

功能

  1. 提供进程和进程之间的逻辑通信
  2. 复用（多个进程用同一个传输层协议进行传输）和分用（把具体报文段交给某个进程）
  3. 对报文进行差错检测（网络层只检查IP数据报的头部，传输层检查数据）

 

重点

  1. TCP首部报文格式（SYN、ACK、FIN、RST必须知道）
  2. TCP滑动窗口原理，TCP 超时重传时间选择
  3. TCP 拥塞控制，TCP 流量控制
  4. TCP 三次握手与四次挥手以及状态码的变化
  5. TCP连接释放中TIME_WAIT状态的作用
  6. SYN 泛洪攻击
  7. TCP 粘包，心跳包
  8. UDP 如何实现可靠传输
  9. UDP 与 TCP 的区别
  10. UDP 以及 TCP 的应用场景

作者：帅地
链接：https://juejin.cn/post/6997248187413037070
来源：稀土掘金
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寻址与端口

端口是传输层的SAP，标识主机中的应用进程。

端口号只有本地意义，在因特网中不同计算机的相同端口是没有联系的。

端口号长度为16bit，能表示65536个不同的端口号。

 

 

 

 

 

 

UDP协议

UDP特点

  1. UDP是无连接的，减少开销和发送数据之前的时延。
  2. UDP使用最大努力交付，即不保证可靠交付。
  3. UDP是面向报文的，适合一次性传输少量数据的网络应用。
  4. UDP无拥塞控制，适合很多实时应用。
  5. UDP首部开销小，8B，TCP20B。
  6. 分用时，找不到对应的目的端口号，就丢弃报文，并给发送方发送ICMP“端口不可达”差错报告报文。

UDP首部

 

 

一横条代表4个字节

如果不需要接受返回的通信，源端口号可不填，数据如果没有整个UDP数据报的长度就是8B。

校验和校验的是在客户端或服务端校验伪首部+首部+数据部分的值

 

 

 

 

 

 

TCP协议

TCP特点

  1. TCP是面向连接（虚连接）的传输层协议。打call
  2. 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的。
  3. TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。
  4. TCP提供全双工通信。发送和接收都有缓存
  5. TCP面向字节流

TCP报文段首部格式

 

 

 6个控制位

  1. 紧急位URG：URG=1时，标明此报文段 中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送，不用在缓存里排队，配合紧急指针字段使用。
  2. 复位RST：RST=1时，表明TCP连接中出现 严重差错，必须释放连接，然后再重新建立传输链接。
  3. 确认位ACK：ACK=1时确认号有效，在连 接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK置为1。
  4. 推送位PSH：PSH=1时，接收方尽快交付 接收应用进程，不再等到缓存填满再向 上交付。
  5. 同步位SYN：SYN=1时，表明是一个连接 请求/连接接受报文。
  6. 终止位FIN：FIN=1时，表明此报文段发 送方数据已发完，要求释放连接。

窗口：指的是发送本报文段的一方的 接收窗口，即现在允许对方发送的数 据量。

检验和：检验首部+数据，检验时要加 上12B伪首部，第四个字段为6。

紧急指针：URG=1时才有意义，指出 本报文段中紧急数据的字节数。

选项：最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认…

 

TCP连接管理

 

 三次握手

 

首部的关键字段：

第一次：SYN（同步位）为1，代表连接请求/连接请求的接受报文，ACK（确认号）为0，seq（序号）为随机数x，不会发送ack

第二次：SYN（同步位）为1，ACK（确认号）为1说明有效，搭配ack使用，请求接下来的包ack = x + 1

第三次：SYN（同步位）为0且后续皆为0

 

SYN洪泛攻击：不断重复三次握手中的第一次报文发送，但不进行第三次报文发送，使得服务器不断发送第二次报文，大量消耗服务器资源。

 

四次挥手

 

TCP可靠传输依据

  1. 校验，增加伪首部，使用二级制求反码求和判断是否发生错误
  2. 序号，把字节流组成数据报发送
  3. 确认，报文段确认字段采用累积确认，
  4. 重传，超时重传，TCP采用自适应算法，动态改变重传时间RTTs（加权平均往返时间）。

 

TCP流量控制

点对点，端到端的控制，防止发送过快导致接收方接受缓存不足

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd （接收方 设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方） ，发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最 小值。

 

TCP拥塞控制

全局性问题，网络堵塞，导致多方的发送数据长时间无法到达接收方。

防止过多的数据注入到网络中。 

假定：

  1. 数据单方向传送，而另一个方向只传送确认
  2. 接收方总是有足够大的缓存空间，因而发送窗口大小取决于拥塞程度

 

 

 

拥塞控制算法

慢开始和拥塞避免

 

 

慢开始->指数增长->到达门限值->拥塞避免->线性增长->丢包->再次慢开始

如果在慢开始阶段，ack出现超时，则将阈值设为cwnd一半。

快重传和快恢复

快重传：收到三个前一次的ack回复（说明发生丢包），则在计时器到时之前就重传

快恢复：出现拥塞/丢包之后，把发送速率降到门限值

 

posted on 2022-04-23 09:50  MIXTAPE_208  阅读(56)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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