传输层协议介绍

TCP和UDP协议族的传输层协议

一、TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议

1.1TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议

TCP/IP五层网络里分为应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层、TCP和UDP协议就是在传输层里面。
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。就好比打电话，双方通话前需要先建立连接。等数据发送结束后，双方再断开连接。
无法连接网络协议，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，由系统自主选定路线进行传输。比如QQ发送信息。
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都有发送缓存和接受缓存吗，用来临时储存数据。

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议

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有没有到达目标主机、数据没有出错等等，收到数据的主机方也不会告诉发送方是否收到了数据，他的可靠性由上层协议来保障。传输数据速度更快，效率更高。

TCP协议

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
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

1.2TCP报文段

源端口号：就是发送方进程的端口号。

目标端口号：就接受端进程的端口号。接受端收到源端口号发送的数据段后，根据这个端口号来确定把数据送给哪个应用程序的进程。

序号：发送端为每个字节进行编号，便于接受端正确重组。当TCP从进程接收数据字节时，把它们分成一段一段的数据段储存发送在缓存中，并对每一个字节进行编号。当数据达到目的地后，接收端会按照这个序号把数据重新排列，保证数据的正确性。

确认号：用于确认发送端的信息。接收端相应消息时将会用他来告诉发送端这个序号之前的数据段都已经收到

窗口大小：用于说明本地可接收数据段的数目，这个值得大小是可变的，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中的流量控制机制就是依靠变化窗口的大小实现的。

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，若这两次的校验和一致，则说明数据基本是正确的，否则将认为该数据已被破坏，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。举个例子，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的最大长度是MSS个字节。

1.3TCP连接

三次握手与四次挥手

TCP建立连接的过程中称为三次握手

因为TCP是面向连接的，所以说每次发送数据之前都要向对方建立一条可靠的连接，这个连接的过程分为三个步骤，这就是三次握手。
如上图所示，PC1向PC2发送请求连接的报文，Seq就是PC1的序列号，SYN这个1就是已经发送连接请求。这时候PC1就是同步已发送状态。这是第一次握手
PC2收到PC1发来的请求报文后，同意建立连接，则向PC1发送确认报文，Seq=y这个y就是PC2的序列号，Ack=x+1就是表示确认已经收到了PC1的请求，ACK=1就是表示确认，SYN=1就是PC2也向PC1发送一条建立连接的请求。这时候PC2就进入到了同步收到状态这就是第二次握手。
PC1收到PC2的确认信息后，还要向PC2给出确认，然后连接才会成功建立。Seq=x+1这时候PC1的序列号为1，Ack=y+1就是确认号表示确认收到了服务器的连接请求，ACK=1表示是确认报文。这时候PC1就是已建立连接的状态。
TCP断开连接的四次挥手

四次挥手的过程
接三次握手的举例PC1已经和PC2成功连接了，现在他们要断开连接，这个断开连接的过程就是四次挥手。
PC1向PC2发送FIN+ACK表示自己要断开连接，这时候PC1是已经没有数据要发送了进入终止等待模式，这是第一次挥手。
第二次挥手，PC2接收到PC1要断开连接的请求，这时候PC2需要发送ACK=1用于确定PC1PC1断开请求的信息成功接收。进入关闭等待模式。
第三次挥手，PC2所有的数据都已经接收完毕了，就会向PC1发送FIN=1。再发送一个ACK=1表示PC2已经已经没有数据要发送了也要关闭连接。也进入一个终止等待模式。
第四次挥手：PC1需要发送一个ACK=1表示PC1已经收到了PC2关闭请求的消息，至此两台主机就都已经关闭了。

常用的TCP端口号及其功能

1.4UDP协议

无连接、不可靠的传输协议
花费的开销小
UDP报文的首部格式

源端口号（16）	目标端口号（16）
UDP长度（16）	UDP校验和（16）

常用的UDP端口号及其功能