运输层(TCP/UDP)详解

TCP和UDP的区别:

tcp是面向连接的可靠的传输协议

udp是非连接的不可靠的传输协议

 TCP组成

可以看到虽然tcp是面向字节流的,但是其传输的基本单位还是报文(tcp首部和数据,ip报文和udp报文也是由首部和数据组成)

TCP的主要特点:

1.面向连接,应用程序在使用tcp之前,必须建立tcp连接,在传输完成之后再释放连接

2.点对点连接(UDP可以一对多,一对一)

3.tcp连接传输的数据是可靠的交付服务

4.全双工,双方可以再任意时刻发送数据

5.面向字节流,虽然应用程序和TCP交互的是大小不等的数据块,但是tcp只保证,发送方和接收方接到的字节流相同。

TCP连接:

每条tcp连接有两个端点,连接的两个端点称为套接字(socket)

套接字是由ip和端口号组成的。例如 127.0.0.1:8080

TCP可靠传输的工作原理

tcp通过校验和,重传控制,序号标识,滑动窗口,确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发机制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

1.停止等待协议

每发完一个分组,就等对方确认,在收到对方确认后再发送下一个分组

2.滑动窗口

3.超时重传

4.基于滑动窗口的流量控制

5.拥塞控制(tcp拥塞控制的方法  慢开始,拥塞避免,快重传,快恢复)

TCP的连接管理(三次握手)

服务器是处于监听状态的,以便及时发现客户端建立连接的需求。
客户端TCP进程主动发出Flag段SYN=1,报文序列号seq=x的报文段(A),请求建立连接。状态变为SYN-SENT(同步已发送)。
服务器收到对应报文段(A)后,会发出确认报文段(B)。
该报文(B)的Flag段的SYN和ACK都是1,确认号ack
=x+1(意为对A的确认),同时设定自己的初始序列号seq=y。状态由LISTEN(监听)变为SYN-RCVD(同步收到)。 客户端收到服务器的确认后,还需向服务器发送确认。报文段(C)的Flag的ACK=1,确认号ack=y+1(意为对B的确认),序列号seq=x+1。状态变为ESTABLISHED(已建立连接)。
服务器在收到报文段后状态也变为ESTABLISHED。 客户端的最后确认是必要的,可以防止以失效的请求建立连接报文突然到达服务器而产生错误。

为什么要三次握手呢?

若建立连接只需两次握手,客户端并没有太大的变化,仍然需要获得服务端的应答后才进入ESTABLISHED状态,而服务端在收到连接请求后就进入ESTABLISHED状态。
此时如果网络拥塞,客户端发送的连接请求迟迟到不了服务端,客户端便超时重发请求,如果服务端正确接收并确认应答,双方便开始通信,通信结束后释放连接。
此时,如果那个失效的连接请求抵达了服务端,由于只有两次握手,服务端收到请求就会进入ESTABLISHED状态,等待发送数据或主动发送数据。
但此时的客户端早已进入CLOSED状态,服务端将会一直等待下去,这样浪费服务端连接资源

参考:

https://juejin.im/post/5a49d95af265da430a50ed8c
原文地址:https://www.cnblogs.com/LcMiho/p/10195222.html