TCP协议及三次握手、UDP协议
TCP协议及其三次握手、UDP协议 目录
TCP/UDP 协议
1. TCP协议
TCP协议 传输控制协议
TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议
提供全双工服务
报文数据段：
TCP将若干字节构成一个分组（报文段）
TCP报文段封装在IP数据报中
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源端口、目标端口： 计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的，而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用，所以通过指定源端口和目标端口，就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的，可推算计算机的端口个数为2^16个,即 65536 （0-65535）
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序列号： 表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示，所以每2^32个字节，就会出现序列号回绕，再次从0 开始 无限循环
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确认号：（ack）表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送方：我希望你（指发送方）下次发送的数据的第一个字节数据的编号为此确认号：传输是否有问题？
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数据偏移／首部长度：表示TCP报文段的首部长度，共4位，由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分，需要指定这个TCP报文段到底有多长。它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节为计算单位），4位二进制最大表示15，所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节
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控制位
作用： 用来描述 两台机器目前的状态 (请求连接 已连接 断开连接)
URG（紧急位）：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段（urgent pointer）只有当URG=1时才有效
ACK（确认位）： 表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段
PSH（急切位）： 提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应用程序不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中
RST（重置位）： 如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒绝响应，带RST标志的TCP报文段称为复位报文段
SYN（同步位）： 在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段
FIN（断开位）： 表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即告诉对方：“我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段
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窗口大小： 表示现在允许对方发送的数据量，也就是告诉对方，从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量，达到此值，需要ACK确认后才能再继续传送后面数据，由Window size value * Window size scaling factor（此值在三次握手阶段TCP选项Window scale协商得到）得出此值
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校验和： 提供额外的可靠性紧急指针：标记紧急数据在数据字段中的位置
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选项部分： 其最大长度可根据TCP首部长度进行推算。TCP首部长度用4位表示，选项部分最长为：(2^4-1)*4-20=40字节
端口号：
操作系统会给每一个应用程序分配一个pid号（内部使用）
在网络传输中端口号的作用是用来应用程序的
端口号的范围：0-65535
前1024端口号已经被世界著名的一些程序使用
操作系统中 A 已经用了 80 ，B 也想用 80 ，B用不了
服务端的端口是固定的
客户端的端口号是随机的
2. TCP 三次握手
当pc1想和pc2建立起连接，将连接信息写入报文
第一步 ：pc1会发送一个 建立连接的请求报文
这个报文中有：
- 报文的序号（seq=x）
- 同步位（请求建立连接关系： SYN=1 ACK=0 控制位：当前两台机器处于什么状态？ 建立连接 处于连接 断开连接 ）
第二步：当pc2 收到消息以后 ，要回复一个报文
- 报文的序号 （seq=y）
- ack确认号（ 希望对方下一次发送 x+1 序号的报文给自己 ）
- 控制位 SYN=1 ACK=1 请求建立连接 pc2 同意建立连接
第三步：收到 pc2 同意建立连接的报文后
1.会发送一个序号为 x+1 的报文
2.会告诉对方 我希望你下次 发送 y+1 的序号报文给我
3.最后将 ACK=1 封装进去
3. TCP 超时重传
异常网络状况下（开始出现超时或丢包），TCP控制数据传输以保证其承诺的可靠服务
TCP服务必须能够重传超时时间内未收到确认的TCP报文段。为此，TCP模块为每个TCP报文段都维护一
个重传定时器，该定时器在TCP报文段第一次被发送时启动。如果超时时间内未收到接收方的应答，
TCP模块将重传TCP报文段并重置定时器。至于下次重传的超时时间如何选择，以及最多执行多少次重
传，就是TCP的重传策略
4. UDP协议
UDP 用户数据报协议
UDP特性：
工作在传输层
提供不可靠的网络访问
非面向连接协议
有限的错误检查
传输性能高
无数据恢复特性
posted on 2023-04-17 23:04 m_zhuang 阅读(45) 评论(0) 编辑 收藏 举报 来源
