计算机网络--传输层--TCP协议--原理详解

计算机网络–传输层–TCP协议-- 原理详解

TCP/IP协议族组成

**传输层作用：传输层提供端到端的连接
网络层提供点到点的连接 **

传输层协议：

TCP报文段–5行20字节

TCP报文封装在IP里
TCP头部20个字节（5行32位）
确认号：对方的seq+1—序号+确认号可以防止重放攻击
窗口大小（滑动窗口）：流量控制
难点–六大控制位—只能是1或0
六大控制位：URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN
URG：置1时 表示在网络中优先传输，可以插队
ACK：置1时 一个确认动作（有确认动作就有确认号）
PSH：置1时 推送位，提醒接收方将数据推给上层
RST：置1时 重置位，防止TCP非正常关闭。（TCP连接异常，从而提醒对方关闭TCP非正常连接）
SYN：置1时 对方发起连接–我给一个回复（确认控制位）ack
FIN： 置1时 其中一方向对方发起断开请求—是TCP的断开控制位

底层----下三层 物理层、数据链路层、网络层

常用端口

1024及以上为随机端口
公认TCP端口
FTP–21 Telnet—23 SMTP–25

套接字 sockets：由发送端和接收端构成

服务器和客户机构成的连接称为套接字

TCP的三次握手

了解哪一步什么位置1 哪一步什么位加1-----3次握手因为没有数据传输
seq为本机随机产生的一个编号，ctl为控制位，当HostA请求连接HostB时发出请求连接，SYN置1，HostB收到请求后同意连接，并也向HostA发出同样的连接请求，所以HostB向A回复确认号ACK后控制位SYN同样值1

TCP的四次断开

4次断开是考虑有数据传输 计算机是全双工
（1. A在发最后一次数据时数据中携带请求断开连接的控制位FIN，并给B上次发的数据做一个确认ACK;
(2. B在收到请求后给出确认ACK置1，此时主机B不会立马向A发FIN断开连接，而是要等一段时间确保本机也没有数据向A发送后在向A发FIN；
（3. 主机B数据发送完毕才向A发FIN;
(4. 主机A收到B的FIN后给出确认号ACK，同意断开连接，此时两台主机才完全断开连接；

三次握手的控制位:
第一步：SYN
第二步：SYN ACK
第三步：ACK
四次断开的控制位：
第一步：FIN ACK
第二步：ACK
第三步：ACK FIN
第四步：ACK
TCP的流控机
做确认时 确认号（ack）是对方的序列号(seq)+1

TCP的流控机制----滑动窗口

知道对方win=3，就可以连续发三个数据包过去
缓冲区为0时，会发一个win值为0的确认（提示对方我的仓库满了）—当数据向上层传送后，win值为非0时，会发win=1

TCP的流控机制----拥塞控制

当发送方发10个数据，对方全接收 ，对方发的确认号会是11，表示全接收----如果对方确认号发的是6，表示对方的带宽只能接受5个，双方就会协商出Cwnd=5。

对方宣告win值为3 我就会批量性的发3个数据–对方只给我一个数据做了确认 Cwnd=1

TCP的差错控制

TCP的接收方是按序接收，没接到1不会向2做确认
能够通过确认让接收方知道数据是受损、丢失、按序接受、第三方复制还是重复等等

四大计时器

1.重传计数器–为了控制丢失的数据段===主机A向B发送的每个数据都会绑定一个计时器，发送数据后立马开启计时器，在计时器超时前，收到数据了，计时器关闭。计时器超时了还没收到数据（发送的数据丢失或者确认号丢失），重发数据，计时器复位。

2.坚持计时器–为了防止零窗口死锁 与win值有关（win值与缓冲器大小有关，会变）
零窗口死锁：当主机B发的确认号丢失，两主机并不知道。A在等B 的非0确认号，B在等A的数据，双方都在等。
坚持计时器：就算超时，会发探测数据段看是否出现零窗口死锁
坚持计时器超时前，收到win值为非0就会批量性发送数据
3.保活计时器-防止两个TCP之间的连接长时间的空闲
激活时间：一旦TCP连接建立开启保活计时器—超时之内发送数据了就不会断开，超时之后会发10个探测包还没有相应就会断开连接

4.时间等待计时器–连接终止期间使用的
激活时间:在发送最后一个ACK后立马启动，且足以保障FIN能重发

在发送了最后一个ACK后，不立即关闭连接，要等待一段时间，保证接收方能收到重复的FIN数据段—只有普通数据能重发，ACK不能重发

TCP可靠手段：

TCP面向连接，提供可靠性传输
seq+ack 防重放攻击
6个控制位
流控机制
拥塞控制机制
超时控制器
校验和
PS:数据能重传，但ACK不能重传

TCP应用

Telnet :远程控制 明文
ssh:远程控制 密文
DNS：UDP 53端口，数据同步用到TCP的53端口