传输层协议

目录

TCP和UDP协议

TCP/IP协议族的传输层协议

TCP协议

TCP报文段

三次握手 四次挥手

三次握手

四次挥手

有限状态机(扩展)

UDP协议

UDP报文的首部格式


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

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

        TCP报文段封装在ip数据报中

TCP报文段

传输层协议_第1张图片

源端口、目标哦端口:计算机上的进程吆喝其他进程通信是要通过计算机端口的,而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用,所以通过指定源端口和目标端口,就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的,可推算计算机的端口个数位2^16个,即65536(0-65535)

序列号:表示本报文段锁发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示,所以每2^32哥字节,就会出现序列号回绕,再次从0开始,无限循环

确认号:(ack) 表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送方:我希望你(指发送方)下次发送的数据的第一个字节数据的编号为此确认号:传输是否有问题?

首部长度:表示TCP报文段的首部长度,共4位,由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分,需要指定这个TCP报文段到底有多长,它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节位计算单位),4位二进制最大表示15,所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节

控制位

  URG(紧急位):表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段只有URG=1时才有效

  ACK(确认位):表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1,前面的确认号字段才有效。TCP规定,连接建立后,ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段

  PSH(急切位):提示接收段应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据,为接收后续数据腾出空间。如果为1,则表示对方应当立即把数据提交给上层应用,而不是缓存起来,如果应用程序不将收到的数据读走,就会一直停留在TCP接收缓冲区中

  RST(重置位):如果收到一个RST=1的报文,说明与主机的连接出现了严重错误(如主机崩溃),必须释放连接,然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题,主机拒绝响应,带RST标志的TCP报文段称为复位报文段

  SYN(同步位):在建立连接时使用,用来同步序号。当SYN=1,ACK=0时,表示这是一个请求建立连接的报文段;当SYN=1,ACK=1时,表示对方同意建立连接。SYN=1,说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1,带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段

  FIN(断开位):表示通知对方本端要关闭连接了,标记数据是否发送完毕。如果FIN=1,即告诉对方:“我的数据已经发送完毕,你可以释放连接”,带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段

  窗口大小:表示现在允许对方发送的数据量,也就是告诉对方,从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量,达到此值,需要ACK确认后才能继续传送后面数据,由Window size value*Window size scaling factor(此值在三次握手阶段TCP选项Windows scale协商得到)得出此值

  校验和:提供额外的可靠性紧急指针:标记紧急数据在数据字段中的位置

  选型部分:其最大长度可根据TCP首部长度进行推算。TCP首部长度用4位表示,选项部分最长为(2^4-1)*-20=40字节

三次握手 四次挥手

三次握手

传输层协议_第2张图片

 1.pc1会发送syn报文请求连接seq=x(数据段的符号) SYN=1(同步位为1 代表请求建立连接)

2.pc2收到请求包会回复SYN+ACK的报文,seq=y(pc2发送的数据段符号) ack=x+1(确认号,希望pc1回复的报文序号为x+1) SYN=1(同步位等于一 代表收到了pc1的请求) ACK=1(确认位为1 代表同意建立连接)

3.pc1收到pc2的回复后会发送一个序号为x+1的数据段,确认号为ack=y+1(正式传输数据时 第一个包的序号为y+1) 确认位为1代表同意连接

四次挥手

传输层协议_第3张图片

 

有限状态机(扩展)

1.CLOSED 没有任何连接状态

2.LISTEN 侦听状态,等待来自远方TCP端口的连接请求 (服务开启 http(进程) 80端口在帮进3.程 看着 有没有人找 http )

3.SYN-SENT 在发送连接请求后,等待对方确认

4.SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后,等待对方确认

5.ESTABLISHED 代表传输连接建立,双方进入数据传送状态

6.FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求,等待对方确认

7.FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认,等待对方发送关闭传输连接请求

8.TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭,等待所有分组消失

9.CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求,并已确认

10.LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认,并等待所有分组消失

11.CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接,等待对方确认

UDP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

 

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