tcp udp learn


传输层 TCP UDP学习

将之前在幕布整理的tcp udp知识点再学习加深下
tcp udp位于网络通信协议的第四层 - 传输层
保证层尽量传输数据的可靠性
数据链路层通过MAC识别,网络层通过IP识别,传输层通过端口识别

TCP - Transmission Control Protocol

  • 报文头
    1. 目的端口号
    2. 源端口号
    3. 序列号 - seq - 发送数据相对位置,每发送一次数据,就累加该数据字节数大小置为序列号
    4. 确认应答号 - ack - 告诉发送端下一次应该收到的数据的序列号,一般为收到的序列号+1,表示正常接收到你发过来的seq为ack-1的数据,需要你发送之后的数据
    5. 控制位 - 8个标识位

      ACK - 1,确认应答的字段有效
      SYN - 1,希望建立连接标识
      FIN - 1,表示今后不会再有数据发送,但是还可以接收数据,希望断开连接标识

  1. 窗口大小 - 滑动窗口大小
  2. 校验和 - 校验TCP首部数据传输的正确性
  3. 选项 - Mss - tcp最大段长度
  • 特点

    面向连接的可靠性传输 提供纠错,重发,拥塞控制,顺序控制
    需要可靠消息的场景

  • 上层应用协议

    http/https ftp pop3

  • 三次建立连接
    tcp_hand

  • 四次断开连接
    tcp_unhand

  • 高可靠性

    SEQ-ACK - 序列号和确认应答号保证了消息的接收和失败重传
    一般ACK号为接收的SEQ号+1,表示已经正确的接收到上一次S数据段,期望传输下一数据段 超时重传 - 超过特定时间还没有收到发送的seq号标记数据段应该返回的ack确认应答,发送方就会对那个数据段重新传输

  • 高吞吐

    分段传输

    由于IP协议分片, tcp段长度 + ip头 <= ip分片长度mtu
    mtu - 网络能支持的ip最大分片长度,不同环境支持的mtu大小不同
    通过icmp协议确定网络最小mtu
    tcp最大分段长度mss应小于mtu
    tcp建立连接时,通过syn包互相通知mss值,两者取较小值为统一mss

滑动窗口

分段传输如果对每个数据段都应答ack会降低性能
所以确认应答ack不以段为单位,而已窗口大小为单位进行应答
滑动窗口减少了应答次数从而提高了传输性能
设置窗口的大小进而进行流控制
拥塞控制 - 满启动算法调整窗口大小,避免通信开始时流量过大导致拥塞 但就是由于刚建立连接时的满启动算法设置的窗口太小,导致tcp连接建立性能不佳

UDP - User Datagram Protocol

  • 报文头
    1. 目的端口号
    2. 源端口号
    3. 校验和 - 校验UDP首部数据传输正确性
    4. 包长度 - UDP首部与数据部分之和
  • 特点

    无连接,不纠错,不重发,没有拥塞控制
    可以通过包长度字段保证消息大小
    用于数据可靠性要求不高的音视频场景,广播通讯场景
    上层应用协议 dns snmp ntp


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