传输层 2 —— TCP /UDP

TCP是面向连接的传输协议
每条TCP连接只能有两个端点（endpoint）,每条TCP连接只能是点对点的（1对1的）
TCP提供可靠交付的服务
TCP提供全双工通信
面向字节流把文件从一个计算机传递到另一个计算机。（文件分成多段，先读到TCP缓存，然后从缓存里在分段读取发送。目标计算机拿到后先在缓存，然后从缓存拿到数据再进行组装成文件。每次读取都是面向字节的，读，存，取，发的数据大小没有关系。）

TCP的首部格式

序号： seq 指发送的数据段的第一个字节在整个文件里的字节的位置。eg: 1234 为一个数据段序号为1；56为一个数据段序号为5；……

确认号：ack 指收到数据包后给发送的计算机确认信息，确认下一个应该发送的数据包在文件里的字节；eg :1234收到后会给发送者下次该发5，确认号为5；56收到后会给发送者下次该发7，确认号为7；

数据偏移： 1个字节。中的一个1代表4个字节。最多15*4 = 60 ；60 - 20 = 40 ；选项中的可变长度最多为40字节。

保留：无用

URG:优先标记位。发送的缓存里的优先级的指令，可以不在缓存里排队。

ACK:确认标记位。用于标记确认号有无效。1有效

SYN：同步时用到。发起会话的数据包。（发送和同意发送）1时为主动发起连接是数据包

PSH：同 URG 标记位。接收缓存里的优先级的指令，可以不在缓存里排队。

RST:异常中断。需重新连接

FIN：释放连接。

窗口：得到对方发送和接收时的缓存大小，进行同步

检验和：校验范围首部和数据两部分。同UDP的校验，协议号为7；

紧急指针：标记紧急数据的尾部位置。（从0 到标记）

TCP的连接

TCP 是点到点的通信（iP地址+端口叫套接字socket）。

套接字socket = iP地址+端口。

每条TCP连接唯一的被通信两端的两个端点（即两个套接字所确定）即：TCP连接 = {socket1 ,socket2} = { (IP1:port1),(IP2:port2) }

TCP的主要特点

TCP如何实现可靠传输？

停止等待协议。没有收到回复就会再次发送重复数据。ARQ（自动重传机请求）。

优点：简单。缺点：信道利用率太低。

如和提高信道利用：

1、流水线传输。发送方连续发送多个数据包，不等待收到回复后在发送后面的数据。利用发送窗口发送数据。

2、累计确认：确定连续收到包的最后一个数据加1(应该发送那个数据了)。

一、以字节为单位的滑动窗口

丢失时会选择性确认，只发送丢失的数据段。

超时重传时间的选择。取平均往返时间，因为受到网速带宽的影响。

TCP 如何实现流量控制？

通过接收端告诉发送端发送窗口的大小来控制。

当接收端收到的数据快要充满缓存是，接收端会告诉发送方减缓发送。当处理完全时也会处理，告知快速发送。

TCP 如何避免网络拥塞？

发送方维护一个拥塞窗口。（开始慢的计算原则）

慢开始和拥塞避免算法（先是值数增长达到16后，在线性增长，丢包后回减少发包，减少到丢失前的一半）

快速重传：发现丢包后立即确认（发送三次），重传丢失的数据包。

快恢复：出现拥塞后不回复到指数增长前，回到线性增长位置

TCP的传输连接管理

传输的三个阶段：建立连接、数据传输和连接释放。

TCP连接的建立都是采用客户服务方式。（客户端Client 主动连接服务器 server）

建立连接

三次握手

第三次确认：非同步信息了。为了防止服务器等待时间过长而造成的资源浪费。

三次握手建立TCP连接的状态

1、客户端发送请求连接后的状态为：SYN - SENT

2、服务接收到连接请求后然后发送收到的确认，然后的状态变更为SYN-RCVD。（由LISTEN转变过来的).

3、客户端收到服务的请求后的状态后，再发送确认（非同步信息了），客户端的状态变为ESTAB -LISHED .

4、服务接收到客户端的再次请求后状态变更为ESTAB -LISHE；

都变成ESTAB -LISHE状态后，然后进行数据传输。

TCP的连接释放

客户端最后等待2MSL（4分钟）：原因是如果最后一个包丢失，服务会一直处于LAST-ACK的状态。延迟等待后，当包丢失后服务再次发送是还可以响应。

参考：《韩立刚老师主讲计算机网络》视频笔记。仅供自己复习参考使用，如有问题欢迎指出