UNP学习笔记（第二章：传输层）

本章的焦点是传输层，包括TCP、UDP和SCTP。

绝大多数客户/服务器网络应用使用TCP或UDP。SCTP是一个较新的协议。

UDP是一个简单的、不可靠的数据报协议。而TCP是一个复杂、可靠的字节流协议。

这里重点放在TCP中。

 

 

用户数据报协议（UNP）

应用程序往UDP套接字写入一个消息，该消息随后被封装到一个UDP数据报，该UDP数据报进而又被封装到一个IP数据报，然后发送到目的地（面向非连接的）。

UDP不保证UDP数据报会达到最终目的地，不保证各个数据报的先后顺序跨网路后保持不变，也不保证每个数据报只到达一次。

 

 

 

传输控制协议（TCP）

相对于UDP，TCP客户先于某个给定的服务器建立一个连接，再跨该连接与那个服务器交换数据，然后终止连接（面向连接的）。

其次，TCP还提供了可靠性：当TCP向另一端发送数据时，它要求对端返回一个确认。如果没有收到确认，TCP就自动重传数据并等待更长的时间。在数次重传失败后，TCP才放弃。

 

 

 

TCP连接的建立和终止

三次握手，建立一个TCP连接时会发生下述情况

 

1.服务器必须准备好接受外来连接。这通常通过调用socket、bind和listen这3个函数来完成，我们称之为被动打开。

2.客户通过调用connect发起主动打开。这导致客户TCP发送一个SYN（同步）分节，它告诉服务器将在（待建立）连接中发送的数据的初始序列号（J）。

3.服务器必须确认（ACK）客户的SYN，同时自己也得发送一个SYN分节，它含有服务器将在同一连接中发送数据的初始序列号（K）。

4.客户必须确认服务器的SYN。

图中客户的初始序列号是J，服务器的初始序列号是K。ACK中的确认号是发送这个ACK的一段所期待的下一个序列号。

 

 

 

TCP连接终止

TCP终止一个连接需要4个分节

1.某个应用进程首先调用close，我们称该端执行主动关闭。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。

2.接受到这个FIN的对端执行被动关闭。这个FIN由TCP确认。它的接收也作为一个文件结束符传递给接收端应用程序。

3.一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。

4.接收这个最终FIN的原发送端TCP确认这个FIN。

 

 

 

TCP状态转换图

 

 

 

观察分组

下面展示了一个完整的TCP连接所发生的实际分组交换情况。

 

 

TIME_WAIT状态

TIME_WAIT状态有两个存在的理由：

1.可靠地实现TCP全双工连接的终止；

2.允许老的重复分节在网络中消逝。