概述

只有主机才会有的层次

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

传输层的寻址与端口

复用：应用层所有的应用进程都可以通过传输层再传输到网络层
分用：传输层从网络层收到数据后交付指明的应用进程

套接字（Socket）：（主机IP地址，端口号），唯一标识网络中的一个主机和它上面的一个进程

UDP协议

UDP只在IP数据报服务之上增加了很少的功能，即复用分用和差错检测功能

特点：

无连接，减少开销和发送数据之前的时延
最大努力交付，即不保证可靠交付
面向报文，适合一次性传输少量数据的网络应用
无拥塞控制，适合很多实时应用
首部开销小，8B（TCP20B）

首部格式

UDP数据长度：UDP用户数据报的整个长度
UDP检验和：检测整个UDP数据报是否有错，错就丢弃

分用时，找不到对应的目的端口，就丢弃报文，并给发送方发送ICMP“端口不可达”差错报告报文

UDP校验

伪首部只有在计算校验和时才出现。不向下传送也不向上递交

TCP协议

特点

面向连接（虚连接）
每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的
提供可靠交付的服务。无差错、不丢失、不重复、按序到达【可靠有序、不丢不重】
提供全双工通信（发送缓存、接收缓存）
面向字节流：TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流

首部格式

序号：在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按字节顺序编号，本字段表示本报文段所发送数据的第一个字节的序号
确认号：期望收到地方下一个报文段的第一个数据字节的序号。若确认号为N，则证明到序号N-1为止的所有数据都已正确收到
数据偏移（首部长度）：TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远，以4B为单位，即一个数值为4B
紧急位URG：为1表明此报文段中有紧急数据，是高优先级数据【体现在发送方】
确认位ACK：ACK=1时确认号有效，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时，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【体现在接收方】
复位RST：RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，重新建立连接
同步位SYN：SYN=1时，表明是一个连接请求/连接接受报文
终止位FIN：FIN=1时，表明此报文段发送方数据已发完，要求释放连接
窗口：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
紧急指针：URG=1时才有意义，指出本报文段中紧急数据的字节数

TCP连接管理

连接的三个阶段：

连接建立
数据传送
连接释放

TCP连接的建立采用客户服务器方式

连接建立：三次握手

客户端发送连接请求报文段，无应用层数据

SYN=1，seq=x（随机，无意义）
服务器端为该TCP连接分配缓存和变量，并向客户端返回确认报文段，允许连接，无应用层数据

SYN=1，ACK=1，seq=y（随机），ack=x+1
客户端为该TCP连接分配缓存和变量，并向服务器返回确认的确认，可以携带数据

ACK=1，seq=x+1，ack=y+1

连接中会产生的问题：SYN洪泛攻击

连接释放：四次分手

客户端发送连接释放报文段，停止发送数据，主动关闭TCP连接

FIN=1，seq=u
服务器端回送一个确认报文段，客户到服务器这个方向的连接就释放了——半关闭状态

ACK=1，seq=v，ack=u+1
服务器端发完数据，就发出连接释放报文段，主动关闭TCP连接

FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1
客户端回送一个确认报文段，再等到时间等待计时器设置的2MSL（最长报文段寿命）后，连接彻底关闭

ACK=1，seq=u+1，ack=w+1

TCP可靠传输

可靠：保证接收方进程从缓存区读出的字节流与发送方发出的字节流是完全一样的

TCP实现可靠传输的机制

校验：与UDP校验一样，增加伪首部
序号：一个字节占一个序号，序号字段指的是一个报文段第一个字节的序号
确认
重传

确认重传不分家，TCP的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段【超时重传】

TCP采用自适应算法，动态改变重传时间RTTs（加权平均往返时间）

TCP流量控制

让发送方慢点，要让接收方来得及接收

TCP利用滑动窗口机制实现流量控制

在通信过程中，接收方根据自己接收缓存大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd，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

出现拥塞的条件：对资源需求的总和 > 可用资源

拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中。全局性

四种算法：

慢开始
拥塞避免
快重传
快恢复

【计算机网络】第五章、传输层

概述