计算机网络（五）-- 传输层

传输层协议UDP和TCP

TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
需要将要传输的文件分段，传输需要建立会话，实现可靠传输，流量控制。发送端发送太快，接收端接收不过来，可以告诉发送端先暂停发送。
UDP（User Data Protocol）用户数据报协议
一个数据包就可以完成数据通信，不分段，不需要建立会话，不需要流量控制，不可靠传输

传输层协议和应用层协议
HTTP=TCP+80
HTTPS=TCP+443
RDP=TCP+3389 //远程桌面
frp=tcp+21
共享文件夹=TCP+445
SMTP=TCP+25 //发邮件
POP3=TCP+110
telnet=tcp+23
sql=tcp+1433
dns=udp+53

服务和应用层协议之间关系
web服务安装后，就是作为web服务器，web服务会使用tcp协议+80端口侦听客户端的请求，会话连接使用另外的端口进行。web服务就相当于我们自己写的socket程序，监听端口，提高web服务。你自己也可以写web服务的。

端口 0~65535
熟知端口 0~1023
登记端口 RDP 1024~49151
客户端端口 49152~65535

传输层为应用程序之间提供端到端的逻辑通信
网络层是为主机之间提供逻辑通信
传输层还要对接收到的报文进行差错检测
传输层提供面向连接和无连接的服务

UDP首部

UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。
UDP是面向报文的。UDP没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。
UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
UDP的首部开销小，只有8个字节。

TCP特点概述

1 TCP是面向连接的传输层协议。
2 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连3 接只能点对点的。
4 TCP提供可靠交付的服务
5 TCP提供全双工通信
6 面向字节流

TCP连接的端点叫套接字（IP地址:端口号）
TCP连接 ::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}

TCP可靠传输的实现

应用程序把数据放到TCP缓存，TCP从缓存取数据组成数据包

停止等待协议

这种可靠传输协议称为自动重传请求ARQ
接收端只要停止等待时间超过（往返时间+小小时间），就认为没有收到确认，触发重传

发送时间Td很快，大部分时间都是等待时间，信道利用率低。
U=Td/(Td+RTT+Ta)

流水线传输

连续ARQ协议

累积确认
假设A计算机现在发送了56789数据包，B计算机接收到567，89丢掉了。那么B计算机可以确认收到7数据包，A计算机认为B计算机接收到了567，发送窗口可以向右移动到8

SACK：选择性确认，告诉发送端哪一段丢失了，发送端重新发送丢失的那一段

源端口、目标端口
序号：数据部分是整个文件的第几个字节
确认号：要告诉发送端下一个数据部分的开始序号
数据偏移n：数据部分从n4，4位，最大2^4-1=15；154=60，减去固定长度20
URG:紧急发送，不排队。
ACK：0-确认号无效，1-确认号有效
SYN：同步时用，1-发起会话请求，同意会话请求。
PSH：优先接收，不排队
RST：TCP连接出现错误，浏览器中断按钮
Fin:释放连接
窗口：服务器告诉客户端接收缓存多大
检验和：和UDP的一样
紧急指针：当URG=1时起作用，例如紧急指针=50，说明数据部分1~50字节数据是要紧急处理的数据
选项：可以规定最大数据包长度MSS是多少，等

TCP流量控制

第一次发送还会发送B滑动接收窗口大小，B接收到1234后，回复确认且告诉当前滑动窗口大小
rwnd=0时，B处理不过来，停止接收，从而控制发送端的发送速度，B应用程序可以获取接收到的缓存数据，处理完重新调整rwnd大小。

TCP的拥塞控制

"拥塞避免"并非指完全能够避免拥塞，是说在拥塞避免阶段把拥塞窗口控制为按线性规律增长，使网络比较不容易出现拥塞。

快重传快恢复不是拥塞了，就是丢了，但是没有拥塞

TCP的运输连接管理

传输链接三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。

三次握手的原因：客户端第一次握手阻塞了，没有收到服务器端确认。客户端又发一次握手，这时服务器端收到了并恢复确认进入等待数据，客户端收到确认，如果没有第三次握手，客户端就开始发数据了。但是如果此时阻塞了那个握手到达服务器端，服务器端收到了并恢复确认进入等待数据，但是客户端收到确认但是已经连上了，如果没有第三次握手，服务器就一直等待客户端连接。
所以第三次确认是为了让服务器等待超时后释放连接。

TCP断开连接客户端最后等待2MSL时间是因为，客户端最后发送确认可能会丢，如果丢了服务器会再发一次关闭请求，客户端在等待时间内还可以收到这个请求并回复。不然服务器端会一直发关闭请求。

TCP服务器有一个保活计时器2小时
TCP服务器进程在没收到一个TCP客户端进程数据，就重新设置和启动保活计时器。
保活计时器到时后，TCP服务器就向TCP客户端发送探测报文段，每隔75s发一次，发送10个探测报文段仍没回应，则认为客户端出现故障，关闭TCP链接