一、引入
1.TCP/IP协议族的传输层协议主要包括TCP和UDP
2.TCP是面向连接的可靠的传输层协议。它支持在并不可靠的网络上实现面向连接的可靠的数据传输
3.UDP是无连接的传输协议,主要用于支持在较可靠的链路上的数据传输,或用于对延迟较敏感的应用
二、TCP/IP传输层的作用
1.传输层作用:
1)提供面向连接或者无连接的服务
2)维护连接状态
3)对应用层数据进行分段和封装
4)实现多路复用
5)可靠的传输数据
6)执行流量控制
三、TCP的基本原理
1.特点
三次握手->建立可靠连接
确认机制->应答接收
端口号->多路复用
序列号->丢失检测、乱序重排
完整性校验->差错检测
窗口机制->流量控制
2.TCP封装
3.TCP/UDP 端口号
4.TCP建立过程
1)建立
HostA HostB
2)拆除
HostA HostB
3)传输确认
4)超时重传
5)滑动窗口
6)三次握手过程说明:
1、由客户端发送建立TCP连接的请求报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且将报文中的SYN字段置为1,表示需要建立TCP连接。(SYN=1,seq=x,x为随机生成数值)
2、由服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文,其中包含seq序列号,是由回复端随机生成的,并且将SYN置为1,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发送过来的序列号seq的基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP建立请求已得到验证。(SYN=1,ACK=x+1,seq=y,y为随机生成数值)这里的ack加1可以理解为是确认和谁建立连接。
3、客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后,会使自己的序列号加1表示,并且再次回复ACK验证请求,在服务端发过来的seq上加1进行回复。(SYN=1,ACK=y+1,seq=x+1)
7)四次挥手过程说明:
1、客户端发送断开TCP连接请求的报文,其中报文中包含seq序列号,是由发送端随机生成的,并且还将报文中的FIN字段置为1,表示需要断开TCP连接。(FIN=1,seq=x,x由客户端随机生成)
2、服务端会回复客户端发送的TCP断开请求报文,其包含seq序列号,是由回复端随机生成的,而且会产生ACK字段,ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1进行回复,以便客户端收到信息时,知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。(FIN=1,ACK=x+1,seq=y,y由服务端随机生成)
3、服务端在回复完客户端的TCP断开请求后,不会马上进行TCP连接的断开,服务端会先确保断开前,所有传输到A的数据是否已经传输完毕,一旦确认传输数据完毕,就会将回复报文的FIN字段置1,并且产生随机seq序列号。(FIN=1,ACK=x+1,seq=z,z由服务端随机生成)
4、客户端收到服务端的TCP断开请求后,会回复服务端的断开请求,包含随机生成的seq字段和ACK字段,ACK字段会在服务端的TCP断开请求的seq基础上加1,从而完成服务端请求的验证回复。(FIN=1,ACK=z+1,seq=h,h为客户端随机生成)
至此TCP断开的4次挥手过程完毕
四、UDP的基本原理
1.UDP封装
2.TCP和UDP的对比
五、本章总结
1.TCP和UDP通过端口号标识上层应用和服务
2.TCP通过三次握手建立可靠连接
3.TCP通过校验和进行差错校验,通过序列号、确认和超时重传机制实现可靠传输,通过滑动窗口实现流量控制
4.UDP实现简单、资源占用少,实时性强,适用于可靠性高的网络和延迟敏感的应用