传输层:传输层是高低层之间衔接的接口层。数据传输的单位是报文,当报文较长时将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。传输层是计算机网络协议分层中的最关键一层,该层以上各层将不再管理信息传输问题。
1) Ip协议可以将源主机发送的分组按首部中目的地址交给目的主机,为何还要设置运输层?
----Ip协议可以将源主机发送的分组按首部中目的地址交给目的主机,但是分组仍停留在主机的网络层而未交付给主机的应用进程,真正通信的实体是主机的应用进程,运输层提供进程间的逻辑通信。
2) 端口:在单个计算机中进程用pid标志,但在因特网环境下标志运行在应用层的进程不可行,因为因特网上os很多,不同os有不同的pid,应用进程要通信就得有统一的标志,但是特定机器上运行的特定进程知名为因特网上通信的终点还是不行,因为进程的创建和撤销是动态的。通信一方无法识别对方机器上的进程。另外,一般要用目的主机提供的功能识别终点而无需知道具体实现此功能的进程是哪个,解决这个问题的办法就是在运输层上使用协议端口号。通信终点是应用进程,但是我们只需将报文交到目的主机的合适目的端口,剩下的工作由TCP完成。此端口是软件端口,不同于硬件端口(不同硬件交互的接口),是应用层各协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。
客户发起通信请求时必须知道对方服务器的IP地址和端口号。
16b(65536个)的端口号表示端口,只具有本地意思,是各进程在运输层交互的层间接口。
服务器端使用的端口号:
熟知/系统端口号(0~1023),FTP(21),TELNET(23),SMTP(25),DNS(53),TFTP(69),HTTP(80),SNMP(161),SNMP(trap)(162);登记端口号(1024~49151)
客户端使用的端口号(49152~65535)
3) 运输层两个重要协议:UDP(用户数据报协议),TCP(传输控制协议)
----UDP:传送数据前不需要连接,远地主机的运输层收到UDP报文后无需确认,尽最大努力交付,面向报文的(报文不合并不拆分,报文长度要始终,否则,IP层要分片,降低效率),无拥赛控制. 如果目标端收到的UDP数据报中的目标端口号不能与当前已使用的某端口号匹配,则将该数据报抛弃,并发送目标端口不可达的ICMP差错报文。有两个字段:数据字段和首部字段。首部字段很简单,只有8个字节,由4个字段组成,每个字段都是两个字节。各字段意义如下所述: 源端口字段:源端口号,可选项。目的端口字段:目的端口号。长度字段:UDP用户数据报的长度。检验和字段:可选项。
这个伪头部并不是UDP的真正组成部分,它只是为了UDP在进行差错检查时可以把更多的信息包含进去而人为加上的。伪头部的格式如图所示。伪头部包含IP头部的一些字段,填充域全填0,目的是使伪头部为16位二进制数的整数倍,这是计算校验和时所需要的。UDP长度为UDP数据报的总长(当然不能包括虚构的伪头部)。源端在发送UDP数据报时,使用构造的UDP伪头部和UDP数据报计算出校验和(校验和计算方法与IP头部校验和的计算方法相同),然后填入UDP头部。
----TCP:传送数据前需要连接,传送完毕后释放链接,点对点通信,全双工通信,面向字节流。可靠传输,所以增加了许多开销:确认,流量控制,计时器及连接管理等。不提供广播或多播服务。
TCP连接:每一条TCP连接有两个端点,叫套接字socket =(IP:端口号)。
可靠传输的工作原理:
1:无差错传输
2:出现差错(B收到A发送的M1时检测出错或传输中丢失B不知道则B不发送任何消息,A过了一段时间后未收到确认,便认为报文丢失,则重传。叫超时重传,每个分组设置一个超时定时器。每发送一个分组必须先保留已发送的分组的副本,收到确认后才可清除;分组和确认分组必须有自己的编号;设置的超时时间该比数据在分组的传输平均往返时间长)
3:确认丢失和确认迟到(B收到M1,发送的对M1的确认丢失了,A在设置的超时时间内没收到确认,但不知道原因,A进行重传,B有收到后丢弃重复的分组M1,不向上层交付,并向A发送确认;另一种情况:B对M1的确认迟到,A收到重复确认,收到后丢弃,B也收到重复的M1,同样丢弃重复的M1,并重传确认分组)
TCP三次握手过程
只简单的描述下这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据
详细点说就是:(文章部分转载http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com,主要是这个人讲解得很到位,的确很容易使人理解!)
1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段,主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我
2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:我已经收到你的请求了,你可传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我
3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了
这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了
3次握手的特点:
没有应用层的数据
SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1
握手完成后SYN标志位被置0
TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次
1 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求
2 主机B收到FIN后作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1
3 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1
4 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束.
由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础
ACK TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性
SYN 同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1
FIN 发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将这位置1
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