計算機網絡原理精講第五章--傳輸層

5.1 基本概念

TCP：須要將傳輸的文件分段傳輸，創建鏈接會話，實現可靠傳輸和流量控制
UDP：一個數據包就可以完成數據通訊，不須要創建鏈接會話和流量控制，不使用可靠傳輸

5.2 傳輸層的功能

5.2.1 傳輸層協議和應用層協議之間的關係

常見的應用層協議使用的端口
http=TCP+80
https=TCP+443
RDP=TCP+3389
ftp=TCP+21
共享文件夾=TCP+445
SMTP=TCP+25
POP3=TCP+110
telnet=TCP+23
SQL=TCP+1433
DNS=UDP+53
SNMP=UDP+161
RIP=UDP+520

5.2.2 服務和應用層協議之間關係

服務使用TCP或UDP的端口偵聽客戶端請求
客戶端使用IP地址定位服務器，使用目標端口定位服務
能夠在服務器網卡上設置只開放必要的端口，實現網絡安全
端口範圍：0-65535，通常分三類端口
熟知端口：0-1023
登記端口：1024-49151
客戶端端口 ：49152-65535

5.3 傳輸層協議UDP和TCP

5.4 網絡安全

網絡安全主要從端口開放和鏈接策略考慮

5.5 TCP可靠傳輸的實現

這種傳輸過程的缺點是信道利用率低


超時重傳時間大於2倍的往返（RTT）時間

現代網絡傳輸的信道使用狀況

TCP滑動窗口技術經過連續ARQ協議保證數據可靠性

5.6 TCP報文格式（重點）

上圖中，一行表明32個比特，等於4個字節，固定部分一共5行，總共20個字節
各個字段意義以下

源端口：記錄TCP數據包來源端口
目標端口：記錄TCP數據包目標端口
序號：Sequence Number，TCP緩存中，發送窗口數據段的第一個字節佔整個數據的第幾個字節
確認號：確認號是客戶端收到數據段後，返回一個值讓服務器接下來發哪一個數據段
數據偏移：TCP報文長度不固定，數據偏移用來講明TCP報文從哪一個字節開始是數據部分
保留：暫時沒有用
URG：urgent，緊急發送二進制標記位，發送時不須要排隊
ACK：acknowledge，確認二進制標記位，值爲0或1；若是是0，表明確認號無效，若是是1，確認號有效
PSH：push，緊急接受二進制標記位，客戶端接受時，不須要排隊
RST：reset，重連二進制標記位，TCP會話出現嚴重錯誤，必須釋放鏈接，要想正常通信，從新創建鏈接
SYH：synchronization，同步二進制標記位，同步時用到，當客戶端和服務器初次創建鏈接時，須要同步（TCP/IP三次握手）
FIH：finish，釋放鏈接二進制標記位，當鏈接結束須要服務端和客戶端斷開鏈接時，設置爲1發送的標記位
窗口：window size，又稱TCP發送緩存和接收緩存大小，客戶端和服務端創建鏈接時協商窗口大小，使其一致
檢驗和：校驗首部和數據部分
緊急指針：當URG爲1表示數據包爲緊急發送時起做用，緊急指針大小表明數據部分的緊急數據段大小
選項：用於一些自定義設計（例如指定數據段最大1460字節、是否容許選擇性確認），在ipv6格式的數據包中已取消
填充：當可選部分不夠位數時，用來填充的部分
TCP數據部分：ip數據包最大不超過1500字節，除去ip首部20個字節，剩下的IP數據部分，即傳輸層中的TCP報文段不超過1480字節，除去TCP首部，得出TCP數據部分最大不超過1460個字節

5.7 TCP流量控制

客戶端和服務端創建通訊以後，在TCP緩存中經過TCP滑動窗口技術滑動發送和滑動接受數據包，客戶端接受數據包以後反饋信息給服務端是否有丟包，服務端根據客戶端反饋作下一步處理；
數據發送過程當中，窗口大小能夠改變，當客戶端須要處理緩存數據時，會把窗口大小設置爲0，服務端收到信息也會把窗口設置爲0，客戶端處理完緩存數據以後，從新設置窗口大小，服務端從新發送數據

5.8 TCP的擁塞控制

"擁塞避免"並不是指徹底可以避免擁塞。利用以上的措施要徹底避免網絡擁塞仍是不可能的。"擁塞避免"是說在擁塞避免階段把擁塞窗口控制爲按線性規律增加，使網絡比較不容易出現擁塞。

5.9 TCP的運輸鏈接管理