传输层协议介绍

一. TCP协议与UDP协议介绍

二. TCP报文格式

三. TCP三次握手

四. TCP四次挥手

五. 总结

 

 

一．TCP和UDP协议

TCP：传输控制协议

UDP:用户数据协议

 

1.TCP与UDP的区别

TCP:面向连接网络协议，是指通信双方之间在进行通信之前要先建立连接。比如打电话，双方通话前需要先建立连接。等数据发送结東后，双方再断开连接。

UCP:无连接网络协议，是指通信双方不需要事先建立一条通信线路，而是把每个带有目的地址的包送到网络线路上，由系统自主选定路线进行传输。比如Q发送信息

 

TCP是面向连接的、可靠的进到进程通信的协议。CP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。

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、数据是否出错等，收到数据的主机也不会告诉发送方是否收到了数据，它的可靠性由上层协议来保障。传输数据速度更快，效率更高

 

二.TCP报文格式:

源端口号				目标端口号
序号
确认号
首部长度	保留	URG	ACK	PSH	RST	SYN	FIN	窗口大小
校验和				紧急指针
选项

 

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。接收端收到数据段后，根据这个端口号来确定把数据送给哪个应用程序的进程。

 

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，把它们分片成数据段存储在发送缓存中，并对每一个字节进行编号。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。一般情況下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。只有当ACK=1时，确认序列号字段才有效:当ACK=0时，确认号字段无效。

PSH:急迫位。标志位为1时，要求接收方尽快将数据段送达应用层

RST:重置位。当RST值为1时，通知重新建立TCP连接。

SYN:同步(连接)位。同步序号位，TP需要建立连接时将这个值设为1

FIN:断开位。当TCP完成数据传输需要断开连接时，提出断开连接的一方将这个值设为1

 

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逐提升到几儿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，若这炳次的校验和一致，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CP首部可以有多达40字节的可选信息。例如，最大报文段长度Ms( Maximum Segment size)。MS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。

 

三：TCP三次握

 

第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

 

四.TCP四次挥手

 

第一次挥手：Client发送Fin=1，ACK=1 给Server端，表示自己要断开连接，这个时候Client端已经没有数据要发送了。

第二次挥手：Server接收到Client发送的断开请求连接，那么这个时候Server需要发送一个ACK=1用于确定客户请求断开的信息成功接收了；有时候这个过程也会和第三次握手进行合并，就像上面展示的一样。

第三次挥手：Server如果所有的数据已经接收完毕，这个时候就会发送一个Fin=1，而ACK=1用于表示Server端已经没有数据要发送了，表示确认需要断开连接。

第四次挥手：Client端需要发送一个ACK=1表示这个Client接收到了Server的关闭请求信息，这样一来双方的就都关闭了

 

常用的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

五.总结

1.TCP和UDP的使用场景及两者的区别

2.TCP建立链接的三次握手

3.TCP断开链接的四次挥手