【笔记】计算机网络-传输层

传输层概述

为应用层提供通信服务，使用网络层的服务（下层为上层提供服务）。只有主机才有的层次。
功能：

• 传输层提供进程和进程之间的逻辑通信
• 复用和分用
• 传输层对收到的报文进行差错检测
• 传输层的两种协议

传输层两个协议：

• TCP
• UDP

传输层的寻址和端口

在网络中采用发送方和接收方的套接字组合来识别端点，套接字唯一标识了网络中的一个主机和它上面的一个进程。
套接字Socket=（主机IP地址，端口号）

UDP

UDP在IP数据报服务之上增加了复用分用和差错检测功能。

主要特点：

• UDP是无连接的，减少开销和发送数据之前的时延。
• UDP使用最大努力交付，即不保证可靠交付。
• UDP是面向报文的，适合一次性传输少量数据的网络应用。
• UDP无拥塞控制，适合很多实时应用。
• UDP首部开销小，8B，TCP 20B。
  

UDP首部格式

UDP校验

TCP

TCP特点

TCP报文段首部格式

6个控制位：

• 紧急位URG：URG=1，标明此报文段中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送，不用在缓存里排队，配合紧急指针字段使用。
• 确认位ACK：ACK=1，确认号有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。
• 推送位PSH：PSH=1，接收方尽快交付接收应用进程，不再等到缓存填满再向上交付。
• 复位RST：RST=1，标明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立传输连接。
• 同步位SYN：SYN=1，表明是一个连接请求/连接接收报文。
• 终止位FIN：FIN=1，表明此报文段发送方数据已发完，要求释放连接。

窗口：指的是发送本报文段的一方的接收窗口，即现在允许对方发送的数据量。
检验和：检验首部+数据，检验时要加上12B伪首部，第四个字段为6。
紧急指针：URG=1才有意义，指出本报文段中紧急数据的字节数。
选项：最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认等
填充：保证首部是4个字节的整数倍。

TCP连接管理

连接建立：

洪范攻击：

连接释放：

TCP可靠传输

TCP流量控制

流量控制：让发送方慢点，要让接收方来得及接收。

TCP利用滑动窗口机制来实现流量控制。

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd（接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方），发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值。

TCP拥塞控制

出现拥塞控制的条件：
对资源需求的总和>可用资源（资源指的是带宽、缓存、路由器处理机等）

网络中许多资源同时呈现供应不足-》网络性能变差-》网络吞吐量将随输入负荷增大而下降

拥塞控制：是全局性防止过多的数据注入到网络中。

拥塞控制四种算法：

• 慢开始&拥塞避免
• 快重传&快恢复

假定：

1. 数据单方面传送，而另一个方向只传送确认
2. 接收方总是足够大的缓存空间，因而发送窗口大小取决于拥塞程度

发送窗口=Min{接收窗口，拥塞窗口}

接收窗口：接收方根据接收缓存设置的值，并告知给发送方，反映接收方容量。
拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映网路当前容量。

慢开始&拥塞控制

快重传&快恢复

参考文献：王道-《计算机网络》