传输层协议介绍

一、TCP协议

TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
1.TCP是面向连接的、可靠地进程到进程通信协议
2.TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输TCP报文段
●TCP将若干个字节构成一个分组，叫报文段( Segment)
●TCP报文段封装在IP数据报中

1.TCP报文格式

1.源端口号：发送方进程的端口号。

2.目标端口号：接收方端进程的端口号。

3.序号：发送端将每个字节进行编号，便于接收方正确重组。

4.确认号：对发送方的确认消息。

5.首部长度：用来表示TCP数据包头长度，一般20字节，但是首部长度最多可以扩大到60字节。

6.控制位：

URG: 紧急位。紧急指针有效位，配合紧急指针使用。
ACK: 确认位。当ACK=1时，确认序列号字段才有效，为0时，无效。
PSH: 急迫位。标志位为1时，要求接收方尽快将数据段送达应用层。
RST：重置位。当RST值为1时，通知重新建立TCP连接。
SYN：同步（连接）位。同步序号位，TCP需要建立连接时将这个值设为1。
FIN: 断开位。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。

7.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。

8.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。

9.紧急指针：和URG配合使用，当URG=1时有效。

10.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MS（MaximumSegment 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。

2.TCP三次握手

过程如下：

1.客户端发送请求连接报文SYN（Seq=x（随机），SYN=1）报文给服务器端，进入SYN-SEND（同步已发送状态）。
2.服务端收到SYN报文，回应一个SYN （Seq=y）ACK（ACK=x+1）SYN=1报文，进入SYN-RECV（同步收到状态）。
3.客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK（ACK=y+1）报文，进入Established（已建立连接状态）。

3.TCP四次挥手

过程如下：

客户端（Client）、服务端（Server）
1.第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送的请求，Client进入FIN_WAIT-1（等待终止-1状态）。

2.第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT（关闭等待状态）。

这是已成半断开，这时Client已无法继续连接Server，但是Server仍能给Client发送数据。

3.第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。服务器在确认断开之后还需要发送数据，客户端进入FIN_WAIT-2（等待终止-2状态）

4.第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT时间等待状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态（服务器接收到确认包之后），之后Client也关闭了，完成四次挥手

4.常见TCP端口号

端口号	协议
21	ftp-文件传输协议(FTP)端口
22	ssh-安全 Shell (SSH）服务
23	telnet-Telnet 服务
25	smtp-简单邮件传输协议(SMTP)
53	dns-域名服务
80	http-超文本传输协议
110	pop3-邮件协议版本
443	https-安全超文本传输协议
3306	mysql数据库

二、UDP协议

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议
●无连接、不可靠的传输协议
●花费的开销小

1.UDP格式

1.源端口号：发送方进程的端口号。

2.目标端口号：接收方端进程的端口号。

3.UDP长度：用来指出UDP的总长度，为首部加上数据

4.校验和：用来完成对UDP数据的差错校验，它是UDP协议提供的唯一可靠机制

2.常见UDP端口号

协议	端口号
NTP网络时间协议	123
DHCP动态主机配置协议	67服务、68客户
SNMP简单网络管理协议	161
TFTP简单文件传输协议	69
RPC远程调用协议	111

三、总结

1.TCP报文格式
2.TCP建立连接三次握手
3.TCP断开连接四次挥手
4.常见应用的TCP和UDP协议及端口
5.UDP是一个不可靠无连接的协议
6.TCP是一个可靠地面向连接的协议