计算机网络协议

计算机网络协议

 

传输层主要有两种协议：UDP和TCP

TCP协议

A、特点：

• 面向连接的协议。数据传输之前都要建立连接（三次挥手），数据传输结束都要释放连接（四次挥手）
• 一条TCP连接只能有两个端点，端点是socket（结构 IP地址:端口号），并非主机或进程。
• 可靠交付
• 全双工通信（一端既可以做发送方也可以做接收方）
• 面向字节流

B、为何TCP是可靠的呢？

其实TCP是依赖停止 等待协议和连续ARQ 协议+滑动窗口协议才达到可靠的目的

a、等待协议

• 特点：资源利用率非常低
• 工作原理：客户发送一次数据到服务端，必须等到服务端响应后才发第二次数据，中间的等待时间RTT占了大部分时间，中间如果出现差错（超时或确认丢失）都需要从新传输。

b、连续ARQ协议

• 连续ARQ协议工作原理

维持一个发送窗口（记录了当前可以发送的数据包数量n），在窗口内的数据都可以连续发送出去，服务器只在接收完一个发送窗口的数据后才回响应（累计确认），发送端接收到响应就把发送窗口移动n位，开始新一轮数据发送。

 

例如TCP，是用于发大量数据的，我发了1万个包出去，另一台电脑就要告诉我是否接受到了1万个包，如果缺了3个包，就告诉我是第1001，234，8888个包丢了，那我再发一次。这样，就能保证对方把这个视频完整接收了。

 

TCP传输连接管理

连接的三个阶段：建立连接、数据传输、连接释放

在建立连接的过程中要解决三个问题：

1. 使每一方都知道对方的存在
2. 协商一些参数
3. 能够运输实体资源

主动建立连接的一端叫客户端，被动等待连接建立的一方叫服务器

连接建立（三次握手）

 

连接释放（四次挥手）

第一次挥手：客户端发送连接，FIN=1标志着A已经完成了数据的发送。

第二次挥手：B回了一个确认，此时A与B的发送连接就断开了。

第三次挥手：因为TCP连接是全双工通信的，B还保留着一个对A大发送连接，如果等到B也不需要发送数据给A时，B会发送一个连接给A，seq等于一个大于或等于v的值（因为A与B断开发送连接到B与A断开发送连接期间有可能B向A发送了数据，就是消耗序号）。

第四次挥手：当A收到B的连接时，要回一个响应给B，但是此时会有一个2MSL长的等待时间，时间一过，就真正的断开与B的全部连接了

 

 

 

 

UDP协议

特点：

• 无连接，传输数据时不需要建立连接，减小开销
• 尽最大努力交付，不确保可靠交付
• 面向报文
• 没有拥塞控制、确保信息实时性
• 支持一对一，一对多，多对一，多对多
• 首部开销小，只有8个字节

UDP的首部格式（UDP头）：

• 源端口，发送方的端口
• 目标端口，接收方的端口
• 长度，首部长度 + 用户数据包的长度（可以没有数据包，所用最小值为8）
• 检验和，检查UDP用户数据传输中是否与错，有错就丢弃（检查首部长度 + 用户数据包）

例如UDP，是用于发送少量数据的。我发20个包出去，一般不会丢包，所以，我不管你收到多少个。在多人互动游戏，也经常用UDP协议，因为一般都是简单的信息，而且有广播的需求。如果用TCP，效率就很低，因为它会不停地告诉主机我收到了20个包，或者我收到了18个包，再发我两个！如果同时有1万台计算机都这样做，那么用TCP反而会降低效率，还不如用UDP，主机发出去就算了，丢几个包你就卡一下，算了，下次再发包你再更新。

 

 

 

 

应用层的HTTP协议

特点：

• 支持客户端 / 服务器模式
• 简单快速
• 灵活
• 无连接，在完成一次请求获得响应后就会断开
• 无状态，没有记忆的，请求完一次后，就结束了，后面如果要再获得数据必须从新请求

 

 

HTTP与HTTPS的区别：

1. HTTPS需要到CA申请证书，HTTP不需要
2. HTTPS密文传输、HTTP明文传输
3. 连接方式不同，HTTPS默认使用443端口，HTTP使用80端口
4. HTTPS = HTTP + 加密+认证+完整性保护，较HTTP安全

 

 

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