网络_传输层 TCP、UDP协议

╰半夏微凉° 2021-07-26 11:34 552阅读 0赞

### 传输层协议 ###

*  一.TCP和UDP协议
 *   *  二.TCP 报文
     *   *  三. 三次握手过程
         *   *  四.四次挥手过程

# 一.TCP和UDP协议 #

TCP/IP协议族的传输层协议
    
    TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
    
    UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议

*  TCP协议:传输控制协议，传输稳定可靠
 *  TCP是面向连接的，可靠的进程到进程通信的协议，TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输，每一个TCP都有发送缓存和接收缓存，用来临时存储数据。
 *  UDP协议：用户数据报协议，传输效率更高
 *  UDP协议是无连接，不保证可靠性的传输层协议。发送端不关心发送的数据是否到达目标主机，数据是否出错等，收到数据的主机也不会告诉发送方是否接收到了数据，它的可靠性由上层协议来保障。传输数据更快，效率更高。

面向连接网络协议，是指通信双方之间在进行通信之前要先建立连接。比如打电话，双方通话前需要先建立连接。

无连接网络协议，是指通信双方不需要事先建立一条通信线路，而是把每个带有目的地址的包送到网络线路上，有系统自主选定路线进行传输。比如qq，微信发送信息。

## 二.TCP 报文 ##

TCP将若干个字节构成一个分组，叫报文段
    TCP报文段封装在IP数据报中 10部分

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

*  源端口号：发送方进程对应的端口号。
 *  目标端口号：对应的是接收端的进程的端口号。
 *  序号：发送端为每个字节进行编号，便于接受端正确重组。
 *  确认号：用于确认发送端的信息。这个是用来告诉发送端这个序号之前的数据段都已经收到了，如确认号是N,就表示前N-1个数据段都已收到。
 *  首部长度：用它可以确定TCP首部数据结构的字节长度。一般情况下TCP首部是20字节，但首部长度最大可以扩展为60字节。
 *  保留：作为扩展位，目前没有用到。

控制位：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>URG</th> 
   <th>紧急位</th> 
   <th>紧急指针有效位，配合紧急指针使用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ACK</td> 
   <td>确认位</td> 
   <td>当ACK=1时，确认序列号字段才有效，为0时，无效</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PSH</td> 
   <td>急迫位</td> 
   <td>标志位为1时，要求接收方尽快将数据段送达应用层</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RST</td> 
   <td>重置位</td> 
   <td>当RST值为1时，通知重新建立TCP连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SYN</td> 
   <td>同步（连接）位</td> 
   <td>同步序号位，TCP需要建立连接时将这个值设为1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FIN</td> 
   <td>断开位</td> 
   <td>当TCP完成数据传输需要断开连接时，提出断开连接的一方将这个值设为1</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  窗口大小：说明本地可接受数据段的数目。这个值的大小是可变的，当网络通畅时接收端响应消息会将这个窗口值变大以加快传输速度，当网络不稳定时减小这个值可保证网络数据的可靠传输，TCP中的流量控制就是依靠变化窗口大小来实现的。比如下载速度从一开始的几KB逐渐升到几MB的过程。控制网速用的。
 *  校验和：用来做差错控制。字段检验的范围包括首部和数据这两部分。数据段在发送时和到达目的地时会进行校验和计算，若值不一致，会认为该数据被破坏，接收端将丢弃该数据。
 *  紧急指针：和URG配合使用，当URG=1时有效。
 *  选项：在TCP首部可以有多达40字节的可选信息。例如，最大报文段长度MSS（Maximum Segment Size）。MSS告诉对方TCP：我的缓存所能接收的报文段的数据字段最大是MSS个字节。

### 三. 三次握手过程 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

*  PC1想与PC2建立连接，先发送SYN报文(SYN=1)请求建立连接PC1seq序号x
 *  PC2接收到之后发送SYN和ACK报文，就是(ACK=1)确认并也(SYN=1)请求建立连接PC2seq是y，Ack=x+1，这个Ack是确认号，代表前面PC1的x已经收到。
 *  PC1收到PC2的请求建立连接，也进行（ACK=1）确认，并进行回复seq=x+1，Ack=y+1代表PC2的y已收到。

#### 四.四次挥手过程 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

*  PC1想要与PC2断开连接，先发送（FIN=1）请求断开和（ACK=1）确认。
 *  PC2回复（ACK=1）同意断开。这是已成半断开，这时PC1已无法继续连接PC2，但是PC2仍能给PC1发送数据。
 *  接着PC2也想断开与PC1的连接，发送（FIN=1）并（ACK=1）确认。
 *  PC1（ACK=1）确认断开。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210204173721426.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210204175312720.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210204175503408.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1dzeHlp,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center