传输层协议学习

 

传输层协议

1.TCP/IP 介绍

1.1TCP协议

1.1.1TCP/IP 分层

1.1.2TCP特性

1..1.3TCP报文

1.1.4TCP三次握手

1.1.5TCP四次挥手

2.1UDP特性

 

 

 

传输层协议

TCP/IP 介绍

　　TCP/IP是一个Protocol Stack，包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等许多协议

TCP协议

TCP/IP 分层

TCP特性

  1. 工作在传输层

  2. 面向连接协议

  3. 全双工协议

  4. 半关闭

  5. 错误检查

  6. 将数据打包成段，排序

  7. 确认机制

  8. 数据恢复，重传

  9. 流量控制，滑动窗口

TCP报文

  • 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）

  • 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

  • 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？

  • 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

  • 控制位

    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

  • 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

  • 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

  • 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

 TCP三次握手

 

 

　　tcp是面向连接的，就是说每次发送数据之前都要和对方建立一条可靠的连接，这个建立连接的过程分为3个步骤，就叫做三次握手

　　当客户端向服务器发送请求连接的报文时： Seq序列号=x（x为随机） SYN=1（表示发送连接请求）

　　服务器端收到客户端发来的请求报文后，同意建立连接，则向客户端发送确认报文： Seq序列号=y（这时服务器也会产生一个序列号y，和客户端的序号不相关） Ack确认号=x+1（Seq序列号x+1，表示确认收到了客户端的请求） ACK=1（表示这是条确认请求） SYN=1（同时也发送一个建立连接的请求）

　　客户端进程收到服务端进程的确认后，还要向服务端给出确认，然后连接成功建立： Seq序列号=x+1（这时客户端的序号为1） Ack确认号=y+1（表示确认收到了服务器的连接请求） ACK=1（表示这是确认报文）

 

  1. CLOSED 没有任何连接状态

  2. LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求 （服务开启 http（进程） 80端口在帮进程 看着 有没有人找 http ）

  3. SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认

  4. SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认

  5. ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态

 

 

为什么是三次握手而不是两次？

因为是全双工模式，数据有来有回才是一次完整通讯

 

TCP四次挥手

  1. FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认

  2. FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭传输连接请求

  3. TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失

  4. CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认

  5. LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失

  6. CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认

 
 

为什么是四次挥手而不是三次？

因为可能会有数据没有传输完，需要等待一段时间发送数据，在发送FIN

客户端发送FIN报文，请求关闭连接，服务端发送ACK报文确认关闭，但没有发送FIN报文，此时就处于半关闭状态，等数据传输完后发送FIN报文请求关闭连接，客户端在发送ACK报文确认

 

UDP特性

　　1.工作在传输层

　　2.提供不可靠的网络访问

　　3.非面向连接协议

　　4.有限的错误检查

　　5.传输性能高

　　6.无数据恢复特性

 

posted @ 2022-09-06 13:53  羽喬  阅读(20)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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