传输层协议(三次握手四次挥手)快速入门

简介: 传输层协议(三次握手四次挥手)快速入门

传输层协议(三次握手四次挥手)



一、TCP协议

1.TCP协议特点

2.TCP报文段

三、TCP三次握手四次挥手

1.三次握手

2.四次挥手

四、UDP协议

1.UDP的主要特点

2.UDP报文段

3.UDP校验

总结

传输层的两个好兄弟,大哥TCP和小弟UDP,大哥靠谱,小弟不靠谱


TCP:面向连接的传输控制协议

传输数据之前必须建立连接,数据传送结束后要释放连接。不提供广播或多播服务。由于TCP要提供可靠的面向连接的传输服务,因此不可避免增加了许多开销:确认、流量控制、计时器以及连接管理等。

可靠,面向连接,时延大,适用于大文件

UDP:无连接的用户数据报协议

传送数据之前不需要建立连接,收到UDP报文后也不需要给出任何确认

不可靠,无连接,时延小,适用于小文件


一、TCP协议



1.TCP协议特点


是面向连接(虚连接)的传输层协议

每一条TCP连接只能有两个端点,每一条TCP连接只能是点对点的

提供可靠交付服务,无差错、不丢失、不重复、按序到达

全双工通信

面向字节流


2.TCP报文段


首部格式


image.png


序号: 在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号,本字段表示本报文段所发送数据的第一个字节的序号


确认号: 期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。若确认号为N,则证明到序号N-1为止的所有数据都已正确收到


数据偏移(首部地址)TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远,以4B为单位


六个控制位:


紧急位URG: URG=1时,表明此报文段中有紧急数据,是高优先级的数据,应尽快传送,不用在缓存里排队,配合紧急指针字段使用


确认位ACK: ACK=1时确认号有效,在连接建立后所有发送的报文段都必须把ACK置为1

推送位PSH: PSH=1时,接收方尽快交付接收应用进程,不再等到缓存填满在线上交付

复位RST: RST=1时,表明TCP连接中出现严重差错,必须释放连接,然后再重新建立传输链接


同步位SYN: SYN=1时,表名是一个连接请求

终止位FIN: FIN=1时,表明此报文段发送方数据已发完,要求释放连接


窗口: 发送本报文段的一方的接收窗口,即现在允许对方发送的数据量

检验和: 检验首部+数据,检验时要加上12B伪首部,第四个字段为6

紧急指针: URG=1时才有意义,指出本报文段中紧急数据的字节数

选项: 最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认


三、TCP三次握手四次挥手



连接传输三个阶段:连接建立、数据传送、连接释放


1.三次握手


可以看成男女生聊天的过程:

image.png

image.png

客户端发送连接请求报文段,无应用层数据 SYN=1,seq=x(随机)

服务器分配缓存和变量,并向客户端返回确认报文段,允许连接,无应用层数据 SYN=1,ACK=1,seq=y(随机),ack=x+1

客户端分配缓存和变量,并向服务器返回确认,可以携带数据 SYN=0,ACK=1,seq=x+1,


2.四次挥手


类比男女生结束谈话:


image.png

image.png


客户端连接释放报文段,停止发送数据,主动关闭TCP连接 FIN=1,seq=u

服务器端回送一个确认报文段,客户到服务器这个方向的连接就释放了(半关闭状态) ACK=1,seq=v,ack=u+1

服务器发完数据,就发送连接释放报文段,主动关闭TCP连接 FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1

客户端回送一个确认报文段,等到计时器设置的2MSL(最长报文段寿命)后,连接彻底关闭


四、UDP协议



UDP只在IP数据报服务上增加了很少功能,即复用分用和差错检测功能


1.UDP的主要特点


无连接,减少开销和时延

不保证可靠交付

面向报文,适合一次性传输少量数据的网络应用

应用层给UDP多长的报文,UDP就照样发送,如果数据太大就需要分片


image.png


无拥塞控制,适合实时应用

首部开销小(8B),TCP 20B


2.UDP报文段


首部格式


image.png


端口号范围:0-65536


源端口号可有可无,目的端口号一定要报文有


分用时,找不到对应的目的端口号,就丢弃报文,并给发送方发送ICMP“端口不可达”差错报告报文


3.UDP校验


image.png


伪首部只有在计算校验和时才出现,不向下传送也不向上传递

17:封装UDP报文的IP数据报首部协议字段是17


UDP长度:UDP首部8B+数据部分长度(不包括伪首部)


image.png


发送端:


填上伪首部

全0填充检验和字段

全0填充数据部分(UDP数据报要看成许多4B的字串接起来)

伪首部+首部+数据部分采用二进制反码求和

把求和反码填入检验和字段

去掉伪首部,发送

接收端:


填上伪首部

伪首部+首部+数据部分采用二进制反码求和

结果全为1则无差错,否则丢弃数据报/交给应用层附上出错警告


总结



三次握手:


1.发送方向接收方发送SYN请求

⒉接收方接收到此请求后会主动回复一个ACK,并且同时也发送一个SYN请求

3.发送方接收到接收方发来的SYN请求后,给出一个ACK确认


四次挥手:


1.发送方向接收方发送一个FIN请求

⒉接收方收到此请求后给出一个ACK确认(半关闭状态)

3.接收方发送一个FIN请求给发送方

4.发送方收到接收方的FIN请求后,回复一个ACK

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