传输层协议介绍

Posted 2021-12-02 暴怒的代码

本章结构

TCP协议介绍

TCP报文格式

TCP三次握手

TCP四次挥手

UDP协议介绍

常见协议及其端口

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，每一个TCP都有发送缓存和接收缓存，用来临时存储数据

TCP报文段

1）TCP将若干个字节构成一个分组，叫报文段（Segment）

2）TCP保温段封装在IP数据报中

TCP报文段

源端口号：发送方进程的端口号

目标端口号：接收端进程的端口号。接受到数据段后，根据这个端口号来确定把数据送给那个应用程序的进程

序号：发送端为每个字节进行编号，便于接收端正确重组。

当TCP从进程接收数据字节时，把他们分片成数据段存储在发送缓存中并对每个字节进行编号。当数据到达目的地后，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：对发送端的确认信息。

接收端响应消息时将会用它来告诉发送端这个序号之前的数据段都已经收到，如确认号是x，就是表示前X-1个数据段都已经收到

首部长度：用它可以确定TCP首部数据结构的字节长度。一般情况下TCP首部是20字节，但首部长度最大可以扩展为60字节

控制位：

URG：紧急位。紧急指针有效位

ACK：确认位。

PSH：急迫位

RST：重置位

SYN：同步（连接）位

FIN：断开位。

窗口大小:说明本地可接收数据段的数目。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中的流量控制机制就是依靠变化窗口的大小实现的。

比如下载速度从一开始的几KB逐渐提升到几MB的过程。

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rTcP首部可以有多达40字节的可选信息。例如，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。"

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是否到达目标主机、数据是否出现错等，收到数据的主机也不会告诉发送方是否收到了数据，他的可靠性有上层协议来保障。传输数据速度更快，效率更高

三次握手

tcp是面向连接的，就是说每次发送数据之前都要和对方建立一条可靠的连接，这个建立连接的过程分为3个步骤，就叫做三次握手

①当客户端向服务器发送请求连接的报文时：

Seq序列号=x（x为随机）

SYN=1（表示发送连接请求）

②服务器端收到客户端发来的请求报文后，同意建立连接，则向客户端发送确认报文：

Seq序列号=y （这是服务器也会产生一个序列号y，和客户端的序号不相关）

ACK=X+1（Seq序列号x+1，表示确认收到了客户端的请求）

ACK=1（表示这是条确认请求）

SYN=1（同时也发送一个建立连接的请求）

③客户端进程收到服务端进程的确认后，还要向服务端给出确认，然后连接成功建立：

Seq序列号=x+1（这是客户端的序号为1）

Ack确认号=y+1（表示确认收到了服务器的连接请求）

ACK=1（表示这是确认报文）

常见的TCP端口号及其功能

端口 协议 说明

21 FTP FTP服务器所开放的控制端口

23 TELNET 用于远程登录，可以远程控制管理目标计算机

25 SMTP SMTP服务器开放的端口，用于发送邮件

80 HTTP 超文本传输协议

110 POP3 用于邮件的接收

总结

TCP报文格式

TCP建立连接三次握手

TCP断开连接四次挥手

常见应用的TCP协议及端口