一.概述
傳輸層位于七層模型的第四層，用戶功能里面的最底層钧汹，面向通信部分的最高層
傳輸層工作的位置是終端設(shè)備丈探，網(wǎng)絡(luò)中的路由器沒(méi)有傳輸層
傳輸層負(fù)責(zé)管理端到端的通信連接
進(jìn)程與進(jìn)程的通信
使用端口號(hào)（Port）來(lái)標(biāo)記不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程
端口（Port）使用16比特位表示（0～65535）
UDP協(xié)議
UDP（User Datagram Protocol）用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議
UDP協(xié)議的位置
UDP協(xié)議的首部
源端口號(hào)：源機(jī)器使用網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程
目的端口號(hào)：目的機(jī)器正在使用的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程
UDP長(zhǎng)度：UDP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度
校驗(yàn)和：檢測(cè)UDP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中是否出錯(cuò)
UDP特點(diǎn)
UPD是無(wú)連接協(xié)議
UDP不能保證可靠的交付數(shù)據(jù)（想發(fā)就發(fā)，無(wú)法保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是否丟失）
UDP是面向報(bào)文傳輸?shù)模嫦驁?bào)文：應(yīng)用層傳來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)）
UDP沒(méi)有擁塞控制（把網(wǎng)絡(luò)比做一條公路崭孤，UDP不管網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生擁塞类嗤，都會(huì)盡量把數(shù)據(jù)交付出去給網(wǎng)絡(luò)）
UDP的首部開(kāi)銷(xiāo)很小（首部開(kāi)銷(xiāo)：源端口號(hào)辨宠，目的端口號(hào)遗锣，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，校驗(yàn)和這四部分）
TCP協(xié)議
TCP（Transmission Control Protocol）傳輸控制協(xié)議
TCP協(xié)議的特點(diǎn)
TCP是面向連接的協(xié)議
TCP的一個(gè)連接有兩端（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信）
TCP提供可靠的傳輸服務(wù)
TCP協(xié)議提供全雙工的通信（全雙工：兩端可以同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)）
TCP是面向字節(jié)流的協(xié)議（UDP是面向數(shù)據(jù)報(bào)的協(xié)議嗤形，TCP面向字節(jié)流精偿，字節(jié)流是流入進(jìn)程和流出進(jìn)程的字節(jié)序列，TCP不把應(yīng)用層的數(shù)據(jù)看作一整塊赋兵，而是看作一系列的字節(jié)流笔咽，可能會(huì)對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分和合并進(jìn)行發(fā)送）
可靠傳輸?shù)幕驹?/h3>
停止等待協(xié)議，連續(xù)ARQ協(xié)議
停止等待協(xié)議
發(fā)送方發(fā)送消息到接收方霹期，接收方接收到消息后生成確認(rèn)消息叶组，發(fā)送給發(fā)送方，發(fā)送方收到確認(rèn)消息后再生成消息2發(fā)送給接收方历造。在這幾次消息發(fā)送和接收過(guò)程中甩十，雙方都要等待對(duì)方的消息接收到之后再發(fā)送新的消息。發(fā)送方發(fā)送消息后就停止生成新的消息吭产，等待接收方的確認(rèn)消息到達(dá)發(fā)送方后再生成第二個(gè)消息侣监。
連續(xù)ARQ協(xié)議
//待補(bǔ)充
滑動(dòng)窗口協(xié)議
//待補(bǔ)充
TCP報(bào)文頭部
其他部分待補(bǔ)充...
TCP標(biāo)記
TCP連接的建立
設(shè)主機(jī)B接收方運(yùn)行一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程，它先發(fā)出一個(gè)被動(dòng)打開(kāi)命令臣淤，告訴它的TCP要準(zhǔn)備接收客戶進(jìn)程的連續(xù)請(qǐng)求橄霉，然后服務(wù)進(jìn)程就處于聽(tīng)的狀態(tài)。不斷檢測(cè)是否有客戶進(jìn)程發(fā)起連續(xù)請(qǐng)求邑蒋，如有姓蜂，作出響應(yīng)按厘。設(shè)主機(jī)A作為發(fā)送方，它先向自己的TCP發(fā)出主動(dòng)打開(kāi)的命令覆糟，表明要向某個(gè)IP地址的某個(gè)端口建立運(yùn)輸連接刻剥≌诳В客戶端發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)包是一個(gè)請(qǐng)求報(bào)文段滩字，報(bào)文內(nèi)容包括同步位SYN=1，另一個(gè)是初始序號(hào)seq=x.TCP規(guī)定御吞，SYN=1的報(bào)文不能攜帶數(shù)據(jù)麦箍，但是消耗一個(gè)序列號(hào)√罩椋客戶端發(fā)送了這個(gè)報(bào)文之后挟裂，進(jìn)入SYN-SENT（同步已發(fā)送）狀態(tài)。
服務(wù)端已收到這個(gè)數(shù)據(jù)包之后揍诽，知道客戶端請(qǐng)求連接诀蓉，如果當(dāng)前有資源，可以同意連接暑脆，則給客戶端發(fā)送確認(rèn)報(bào)文渠啤。確認(rèn)報(bào)文的內(nèi)容包括SYN=1（沒(méi)有變化），seq=y(服務(wù)端的序列號(hào))添吗，新增ACK=1沥曹，ack=x+1(客戶端序列號(hào)+1)這里的SYN=1，所以報(bào)文不能攜帶數(shù)據(jù)碟联，同樣消耗了服務(wù)端的一個(gè)序列號(hào)妓美，然后服務(wù)端進(jìn)入了SYN-RCVD（同步收到）狀態(tài)。
客戶端收到服務(wù)端的確認(rèn)報(bào)文后鲤孵，還需要給服務(wù)端發(fā)送一個(gè)確認(rèn)報(bào)文壶栋。這個(gè)報(bào)文的內(nèi)容是ACK=1，seq=x+1,ack=y+1.這里沒(méi)有了SYN字段普监，可以攜帶數(shù)據(jù)贵试。客戶端確認(rèn)報(bào)文發(fā)送出去之后鹰椒，客戶端進(jìn)入ESTABLISKED(已建立連接)
服務(wù)端接收到這個(gè)數(shù)據(jù)包之后锡移，也進(jìn)入了ESTABLISHED（已建立連接）狀態(tài)。
為什么發(fā)送方要發(fā)出第三個(gè)確認(rèn)報(bào)文呢漆际？
首先建立連接淆珊，必須要有兩次握手吧，客戶端主動(dòng)一次奸汇，告知服務(wù)端施符，我想和你建立連接往声，然后看服務(wù)端是否同意。然后如果服務(wù)端同意的話戳吝，得給一個(gè)回復(fù)浩销，然后開(kāi)始等待客戶端的數(shù)據(jù)包，這就是兩次握手听哭。如果這個(gè)時(shí)候就建立連接慢洋，客戶端開(kāi)始給服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)包，在正常情況下沒(méi)啥問(wèn)題陆盘。但是由于網(wǎng)絡(luò)并不是100%任何時(shí)候都穩(wěn)定普筹，一旦因?yàn)槟承┰驅(qū)е路?wù)端發(fā)送給客戶端的確認(rèn)報(bào)文丟失，那這個(gè)時(shí)候客戶端收不到確認(rèn)數(shù)據(jù)包隘马，會(huì)誤以為服務(wù)端不同意連接太防，不會(huì)給服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)包，但是這時(shí)候服務(wù)端已經(jīng)在等待了酸员。這樣的差錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致服務(wù)端一直處于等待狀態(tài)蜒车，浪費(fèi)資源。
? ? ? ? 而三次握手的話幔嗦，客戶端在確認(rèn)服務(wù)端同意之后再發(fā)一次數(shù)據(jù)包給服務(wù)端酿愧，告知服務(wù)端，不管怎么樣我都會(huì)給你發(fā)送數(shù)據(jù)包的崭添。因?yàn)門(mén)CP協(xié)議中寓娩，建立連接之后，每一次發(fā)送數(shù)據(jù)包客戶端都會(huì)等待服務(wù)端的確認(rèn)信息呼渣，如果收不到某一個(gè)數(shù)據(jù)包的確認(rèn)信息棘伴，客戶端就會(huì)重發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)包。這樣就不會(huì)發(fā)生差錯(cuò)了屁置。
已經(jīng)失效的鏈接請(qǐng)求報(bào)文傳送到對(duì)方引起錯(cuò)誤
TCP連接的釋放
?當(dāng)TCP連接需要釋放時(shí)焊夸，客戶端和服務(wù)端都是處于ESTABLISHED（已建立連接）狀態(tài)。此時(shí)蓝角，客戶端數(shù)據(jù)發(fā)送完畢阱穗，想要結(jié)束連接，主動(dòng)發(fā)出連接釋放請(qǐng)求數(shù)據(jù)包使鹅。這個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)容：Fin=1揪阶，seq=u（這個(gè)u是這個(gè)數(shù)據(jù)包之前一個(gè)數(shù)據(jù)包的序列號(hào)+1），客戶端進(jìn)入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態(tài)患朱，不再發(fā)送數(shù)據(jù)包鲁僚，等待服務(wù)端的確認(rèn)。
服務(wù)端接收到釋放數(shù)據(jù)包之后發(fā)出確認(rèn)，確認(rèn)包中內(nèi)容：確認(rèn)號(hào)ack=u+1冰沙，序列號(hào)seq=v（這個(gè)v是服務(wù)端上一個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)+1）侨艾，另一個(gè)是ACK=1。然后服務(wù)端進(jìn)入CLOSE-WAIT（關(guān)閉等待）拓挥。這個(gè)時(shí)候客戶端到服務(wù)端的連接已經(jīng)結(jié)束了唠梨。但是TCP是全雙工通信，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候是客戶端主動(dòng)發(fā)起的結(jié)束侥啤，在服務(wù)端這邊可能還存在著數(shù)據(jù)沒(méi)有完全發(fā)送給客戶端当叭，所以服務(wù)端到客戶端仍然沒(méi)有結(jié)束≡钙澹客戶端已經(jīng)不能在發(fā)送數(shù)據(jù)了科展，如果服務(wù)端還有數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)來(lái)，客戶端仍然要接收糠雨。
? ? ? ? 客戶端收到服務(wù)端的確認(rèn)之后，進(jìn)入FIN-2（終止等待2）狀態(tài)徘跪，等待服務(wù)端發(fā)送服務(wù)端發(fā)器的連接釋放數(shù)據(jù)包甘邀。這時(shí)候服務(wù)端可能還有一些數(shù)據(jù)包要發(fā)送給客戶端，客戶端一一接收垮庐。最后松邪，沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)送了之后，服務(wù)端發(fā)送連接釋放數(shù)據(jù)包哨查，這個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)容：FIN=1逗抑，ACK=1，seq=w（因?yàn)樵诜?wù)端回復(fù)客戶端的連接請(qǐng)求（數(shù)據(jù)包的序列號(hào)是v）之后寒亥，可能仍然有其他數(shù)據(jù)包要發(fā)送邮府，所以這里的w不一定是v+1），ack=u+1（確認(rèn)號(hào)和上次回復(fù)客戶端的請(qǐng)求釋放連接的確認(rèn)號(hào)一樣）溉奕。接著服務(wù)端進(jìn)入LAST-ACK（最后確認(rèn)狀態(tài)）褂傀，等待客戶端的確認(rèn)。
客戶端收到服務(wù)端的連接釋放數(shù)據(jù)包之后加勤，發(fā)出一個(gè)確認(rèn)數(shù)據(jù)包仙辟，內(nèi)容：ACK=1，seq=u+1鳄梅，ack = w+1叠国。然后客戶端進(jìn)入TIME-WAIT（時(shí)間等待）狀態(tài)。這個(gè)時(shí)候TCP還沒(méi)有釋放戴尸。仍需要經(jīng)過(guò)時(shí)間等待計(jì)時(shí)器設(shè)置的時(shí)間2MSL后粟焊，客戶端才會(huì)進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。MSL稱(chēng)為最長(zhǎng)報(bào)文段壽命。RFC793建議把這個(gè)值設(shè)為2分鐘吆玖，那這樣的話筒溃，在客戶端收到服務(wù)端的連接釋放數(shù)據(jù)包之后，需要等待4分鐘才能進(jìn)入CLOSED狀態(tài)沾乘。這顯然時(shí)間太長(zhǎng)了怜奖，不過(guò)這個(gè)值設(shè)為2分鐘也只是建議，還是可以設(shè)置適合的時(shí)間的翅阵。最后服務(wù)端收到這個(gè)客戶端的確認(rèn)包之后就進(jìn)入了CLOSED狀態(tài)歪玲。顯然，服務(wù)端一般先于客戶端進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)掷匠。
之所以客戶端需要等待2MSL時(shí)間才完全結(jié)束TCP連接滥崩，原因有兩個(gè)：
一、為了保證客戶端發(fā)送的最后一個(gè)確認(rèn)包能正確到達(dá)服務(wù)端讹语。因?yàn)槿绻捎诰W(wǎng)絡(luò)原因丟失的話钙皮，服務(wù)端會(huì)重新發(fā)送連接釋放數(shù)據(jù)包，在等待過(guò)程中顽决，如果真的發(fā)生這種情況就可以得到處理短条。客戶端每接收到一次服務(wù)端發(fā)送來(lái)的接釋放數(shù)據(jù)包都會(huì)重新設(shè)置時(shí)間等待計(jì)時(shí)器才菠，然后等待2MSL時(shí)間才完全結(jié)束TCP連接茸时。
二、等待才2MSL時(shí)間完全結(jié)束TCP連接赋访，可以避免再次開(kāi)啟TCP連接的時(shí)候收到上一次TCP連接存在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包可都，顯然這樣的數(shù)據(jù)包不是屬于本次連接的，是無(wú)效的數(shù)據(jù)包蚓耽。
? ? ? ?之所以需要四次握手來(lái)釋放連接渠牲，TCP是全雙工通信，支持兩個(gè)方向通信田晚，所以結(jié)束的時(shí)候嘱兼，每個(gè)方向?yàn)榱舜_保數(shù)據(jù)都能完全從一端到達(dá)另一端，所以結(jié)束的時(shí)候贤徒，一端發(fā)起結(jié)束申請(qǐng)數(shù)據(jù)包芹壕，另一端都要發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包。兩個(gè)方向要分開(kāi)結(jié)束接奈，每次結(jié)束需要兩次握手踢涌，所以最終TCP的結(jié)束需要4次握手。
