HCIA - Datacom - 2.常用网络基础知识

一、TCP和UDP

　　1、报文格式

　　

　　2、TCP报文头部

　　 　　Source Port：源端口，标识哪个应用程序发送，长度为16bit；

　　　　 Destination Port：目的端口，标识哪个应用程序接收，长度为16bit；

　　　　 Sequence Number：序号字段，TCP连接中传输的数据流每个字节都编上一个序号。序号字段的值指的是本报文段所发送数据的第一个字节的序号。长度为32bit；

　　　　 Acknowledgment Number：确认序列号，是期望收到对方下一个报文段数据的第1个字节的序号，即上次已成功接收到的数据段的最后一个字节数据的序号加1，只有Ack标识未1，此字段有效，长度为32bit；

　　　　 Header Length：头部长度，指出TCP报文头部长度，以32bit（4字节）为计算单位，若无选项内容，则该字段为5，即头部为20字节；

　　　　 Reserved：保留，必须填0，长度为6bit；

 　　　　Control bits：控制位，包含FIN、ACK、SYN等标志位，代表不同状态下的TCP数据段；

　　　　 Windows：窗口TCP的流量控制，这个值表明当前接收端可接受的最大的数据总数（以字节为单位）。窗口最大为65535字节，长度为16bit；

　　　　 Checksum：校验字段，是一个强制性的字段，由发端计算和存储，并由收端进行验证，在计算校验和时，要包括TCP头部和TCP数据，同时在TCP报文段的前面加上12字节的伪头部，长度为16bit；

　　　　 Urgent：紧急指针，只有当URG标志置1时紧急指针才有效。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。紧急指针指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据防灾本报文段数据的最前面），长度为16bit；

　　　　 Options：选项字段（可选），长度为0-40字节；

　　3、UDP报文头部（共8字节）

　　　　 Source Port：源端口，标识哪个应用程序发送，长度为16bit；

　　　　 Destination Port：目的端口，标识哪个应用程序接收，长度为16bit；

　　　　 Length：该字段指定UDP报头和数据总共占用的长度，可能的最小长度是8字节，因为UDP报头已经占用了8字节，由于这个字段的存在，UDP报文总长不可能超过65535字节（包括8字节的报头，和65527字节的数据）；

　　　　 Checksum：覆盖UDP头部和UDP数据的校验和，长度为16bit。

　　4、TCP和UDP - 端口号

 

 二、TCP的建立 - 三次握手

　　

 

 　　　　TCP连接建立的详细过程如下：

　　　　　　（1）由TCP连接发起方（PC1），发送第一个SYN位置1的TCP报文，初始序列号a为一个随机生成的数　　　　字，因为没收到过来自PC2的任何报文，所以确认序列号为0；

　　　　　　（2）接收方（PC2）接收到合法的SYN报文之后，回复一个SYN和ACK置1的TCP报文，初始序列号b为一个　　　　随机生成的数字，同时因为此报文是回复给PC1的报文，所以确认序列号为a+1;

　　　　　　（3）PC1接收到PC2发送的SYN和ACK置位的TCP报文后，回复一个ACK置位的报文，此时序列号为a+1，确　　　　认序列号为b+1，PC2收到之后，TCP双向连接建立。

三、TCP的序列号与确认序列号

　　

　　假设PC1要给PC2发送一段数据，传输过程如下：

　　（1）PC1将全部待TCP发送的数据按照字节为单位编上号，假设第一个字节的编号为“a+1”，第二个字节的序号为“a+2”，依次类推。

　　（2）PC1会把每一段数据的第一个字节的编号作为序列号（Sequence number），然后将TCP报文发送出去。

　　（3）PC2在收到PC1发送来的TCP报文后，需要给予确认同时请求下一段数据，如何确定下一段数据呢？序列号（a+1）+载荷长度=下一段数据的第一个字节的序号（a+1+12）。

　　（4）PC1在收到PC2发送的TCP报文之后，发现确认序列号为“a+1+12”，说明“a+1”到“a+12”这一段数据已经被接受，需要从“a+1+12”开始发送。

　　为了提升发送效率，也可以一次性发送多端数据，由接收方统一确认。