5.TCP/UDP-传输层

TCP/UDP(或TCP/IP)保留的传输层端口号范围是 1 ~ 65535。公认端口：1 ~ 1023 。动态端口：1024 ~ 65535。

面向连接： 优点：可靠丢包少（因为有专属通道）。 缺点：复杂（每次都要进行三步操作：建立连接、使用连接、释放连接。其实就是建立通信线路），耗资源，利用率低 （建立专属通道）

无面向连接： 优点：开销小（不需要连接），迅速灵活。 缺点：易丢包。

一、TCP（传输控制协议）：用于精准的数据传输

TCP是面向连接形式的可靠服务，字节流形式传输。 TCP是建立在无连接的IP基础上

1.TCP传输特性

① 可靠的传输服务。 ② 面向连接。 ③ 有序。 ④ 全双工通信。 ⑤ 缓冲累积传送（缓冲区）。 ⑥ 可变滑动窗口 （窗口：调流控流的工作）。

TCP报文包含在IP数据报中进行传送。

TCP和IP是配合工作的，所以有些参数可直接传送给IP层处理，TCP头和IP头合在一起使用。

（1）TCP 3 种机制：

1.序号：用序号对乱序的数据包进行重组变成有序的数据包，从无序变有序。 2.补包：再把数据包进行排序，纠错检错的功能，确认有没有收到包，若没有收到，让发送者再发送一次。 3.窗口：利用窗口控制数据流量的传输。

2.TCP传输头

TCP传输头格式.png

（1）源端口、目标端口：

各占 16 位。 源端口：说明源服务访问点。 目标端口：表示目标服务访问点。

（2）发送、接收顺序号：

各占 32 位。 序号范围：[0 , 2^32-1] 。

（3）TCP头部长度：（即偏置值）

4位。 表示tcp头部有多少个32bit字（4字节），因为4位最大值是15个32bit，所以最多有480bit，也就是60个字节是最大的tcp头部长度。

（4）标记字段：

占 6 位。

① ACK：

确认号，只要确认连接，他就会返回一个ACK，初始值为1。若ACK为9那个9-1之前的已经接收。 携带ack标志的报文段也称确认报文段。

② PSH：

接收方收到报文，向上级发送。 提示接收端应用程序应该立即从tcp接受缓冲区中读走数据，为后续接收的数据让出空间

③ RST：

复位，重新建立连接。 表示要求对方重建连接。带RST标志的tcp报文段也叫复位报文段

④ SYN：

同步位，建立连接。 表示建立一个连接，携带SYN的tcp报文段为同步报文段

⑤ FIN：

释放连接。 表示告知对方本端要关闭连接了。 携带FIN的tcp报文段为连接释放报文段。

⑥ URG

紧急指针是否有效。

（5）窗口：

16位。控制字节流大小。

（6）校验和

16位。 校验包含TCP头部 和 TCP数据部分，比如利用CRC校验。

（7）紧急指针：

与顺序字段进行相加，表示紧急数据最后一个字节

3.TCP三次握手（重点：标志字段是怎样的）

TCP三次握手.png

第 1 次：A > B 发送请求，B知道A要建立连接。SYN 第 2 次：B < A 发送应答，让A知道B收到连接请求了。SYN、ACK 第 3 次：A > B 发送应答，让B知道A收到了回应。ACN

4.TCP4次挥手

TCP4次挥手1.png

第 1 次：A > B 发送连接释放报文，停止发送数据。FIN 第 2 次：B < A 发送确认报文，表示收到释放报文。ACK 第 3 次：B < A 发送连接释放报文，此报文在最终数据传送完成时发送。FIN 第 4 次：A > B 发送确认报文，最后完成连接的释放。ACK

5.TCP拥塞控制（考点）

目的：缓解互联网通信紧张状况，报文到达速率大于路由节点转发速率 。记住解决方案。

TCP拥塞控制2.png

二、UDP（用户数据报协议）：用于音视频信号传输

UDP：无面向连接(也就是没有专属通道)，优点：开销小（不需要连接），迅速灵活。缺点：易丢包。

UDP头.png

1.UDP传输特性

提供无连接的传输服务，不可靠，甚至可以对用户数据不进行校验（当UDP校验和字段为0）。

2.字段：

源端口、目标端口、段长、校验和 16位。 数据（不是16位的倍数需加填充位。）

3.TCP、UDP校验和区别：

UDP计算校验和的方法和计算IP数据报首部校验和的方法相似。 但不同的是：IP数据报的校验和：只检验IP数据报的首部， 但UDP的校验和：将首部 和 数据部分一起都检验。