标签：拆分 大发 滑动 分配 保留 判断 参数 推送 多对多
运输层协议
进程之间的通信
运输层的复用和分用
应用层所有应用进程都可以通过运输层再传送到IP层；
运输层从IP层收到发送给各个应用进程的数据后，必须分别交付指明的各应用进程。
面向连接的TCP和无连接的UDP
TCP报文段和UDP用户数据报
运输层的端口
用一种统一的方法标记本计算机应用层的各个进程和运输层交互的层间接口。
服务端使用的端口号（熟知端口号&登记端口号）和客户端使用的端口号（短暂端口号）
传输控制协议TCP
TCP报文段先要传送到IP层，加上IP首部以后，再传送到数据链路层，再加上首部和尾部以后，才离开主机发送到物理链路。TCP并不关心应用进程一次把多长的报文发送到TCP缓存中，而是根据接收方给出的窗口值和当前网络的拥塞程度再来决定一个报文段应该包含多少字节。
TCP的连接
可靠传输的工作原理
(理想传输条件：传输信道不产生差错&不管发送方以多快的速度发送数据，接收方总是来的及处理收到的数据)而网络层提供的是不可靠的传输，传输层就要使用一些可靠传输协议：当出现差错时可以让发送方重传出现差错的数据；同时在接收方来不及处理收到的数据时，即时告知发送方适当降低发送数据的速度。
停止等待协议（学习概念思想就好，运输层并不使用这种协议）
无差错情况
出现差错
确认丢失和确认迟到
超时重传、超时计时器、编号（适用这种确认和重传机制，就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信）
简单，但是信道利用率太低，可以采用流水线传输。
连续ARQ协议（累积确认，接收方对按序到达的最后一个分组发送确认，回退N）
滑动窗口协议（TCP传输控制协议的精髓）
TCP报文段的首部格式
TCP可靠传输的实现
以字节为单位的滑动窗口
已经发送但未收到确认的数据均需保存副本。
发送窗口不能超过接收窗口数值，发送窗口同时也会受到网络拥塞程度的制约。
接收窗口只能对按序受到的数据中的最高序号给出确认（累积确认，减少传输开销；选择确认，减少不必要的重传）；对不按序到达的数据临时存放在接收窗口，等待字节流中所缺少的字节受到后才按序交付给应用进程。
为了保证可靠传输，发送只能认为接收方可能没有说到数据，会在超时计时器的控制下重传数据，直到受到确认。
TCP的通信是全双工通信，通信中的每一方都在发送和接收报文段，因此每一方都有自己的发送窗口和接收窗口。
超时重传时间的选择
重传时间是TCP最复杂的问题之一。采用了一种自适应算法：是一个比加权平均往返时间RTTs略大的超时重传时间RTO。
选择确认SACK
选择确认是一种能做到只传送缺少的数据，而不重传已经正确到达接收方的数据的可行方法。
如果受到数据的字节的序号都在接收窗口之内，那么接收方就先收下这些数据，但是要把这些信息准确告诉发送方，使发送方不再重传已经收到的数据。而TCP首部选项就可以提供关于已经收到的字节快的序号边界信息，在接收方和发送方事先商定的情况下，简历TCP连接时，就在TCP首部选项中加上“允许SACK的选项”，字后选项中最多会包含4个字节快的边界信息，和一个指明是SACK的选项的字节，以及一个字节指明这个选项占用多少字节。
但是SACK文档中并没有指明发送方应该怎么响应SACK，所以大多数的实现还是重传未被确认的数据块。
TCP的流量控制
发送方发送速率不要太快，要让接收方来的及接收。
利用滑动窗口实现流量控制（利用可变窗口进行流量控制）
TCP窗口的单位是字节，不是报文段，接收窗口rwnd，字节序号seq，确认位ACK，确认号ack。
如果接收方进行流量控制，将窗口值减小到0后，发送方暂停的状态会持续到接收方重新发送一个新的窗口值为止，而为了防止这个包含新的窗口值的报文段丢失，造成发送方接收方互相等待的死锁状况，TCP为每一个连接都设置了一个持续计时器，只要TCP连接一方接收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器，时间到期向接收方发送一个零窗口探测报文，这时接收方会返回现在的窗口值，打破死锁僵局。
TCP传输效率 没太了解
Nagle算法
糊涂窗口综合征
TCP的拥塞机制
TCP的拥塞控制方法 待补充
拥塞窗口取决于网络的拥塞程度，而只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就可以增大一些，以提高网络利用率；相反就要减小拥塞窗口，减少注入网络的分组数目，缓解拥塞。
拥塞窗口的以报文段个数为单位。
慢开始和拥塞避免
慢开始：主机开始发送数据时先探测网络情况，由小到大地增大发送窗口。拥塞窗口没有到达慢开始门限值的时候每收到一个确认报文段就把拥塞窗口的值加一，是一个指数增长的特点；而如果到达了慢开始门限值后就开始采用拥塞避免算法，拥塞窗口的大小开始按线性增长，增长速率会缓慢很多，使网络不容易出现拥塞。当出现超时以后，发送方判断是出现了网络拥塞，会重新设置拥塞窗口大小，再从慢开始逐渐增大窗口值，慢开始门限值会设置的比之前要小。
但是当传送数据丢失也会引起超时，这时不是网络拥塞的情况，如果发送方因此判断拥塞而重置拥塞窗口，会降低传输速率。所以需要使用快重传，然后发送方尽早了解个别报文段的丢失。
快重传和快恢复
快重传要求接受方对收到的数据立即发送确认，即使收到失序的报文段也要立即发出对已经收到的报文段的重复确认。快重传算法规定，发送方只要一连收到三个重复确认，就知道接收方确实没有收到某个报文段，会立即进行重传（快重传），发送方也不会因此判断错误认为出现网络拥塞，大大提高网络吞吐量。所以当出现丢失后，不再启动慢开始，而是执行快恢复算法，调整慢开始门限值为拥塞窗口的一半大小（乘法减小），然后拥塞窗口也减小为门限值的大小，开始执行拥塞避免算法。
主动队列管理AQM
路由器的队列通常按照“先进先出”的处理规则处理到来的分组，但是队列长度总是有限的，因此队列慢了以后到达的分组会被丢弃，这是一种尾部丢弃策略。但是路由器的尾部丢弃会导致一连串分组的丢失，就是发送方出现超时重传，使得TCP进入拥塞控制的慢开始状态，结果使TCP连接的发送方突然把数据发送速率降低到很小的数值。甚至还会因为TCP报文段复用网络层IP数据报而影响到很多条TCP连接，使得这些TCP连接同一时间突然进入到慢开始状态的全局同步现象。
为了避免这种现象，提出了通过主动队列管理AQM对路由器中的分组队列进行智能管理，而不是简单丢失掉队列尾部的数据。“主动”就是不等到已经发生了网络拥塞后才将所有队列尾部的分组丢弃，而是在检测到网络拥塞的早期征兆时就以概率p丢弃个别分组，以提醒发送方放慢发送速率，减轻网络拥塞的程度，或让拥塞控制只在个别的TCP连接上进行，避免全局性的拥塞控制。
TCP的运输连接管理
TCP面向连接，在运输层传输TCP报文段，连接中有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。
TCP连接建立的过程需要思考的是：如果让每一方都确知对方存在；并且在这个阶段可以双方协商一些参数（最大窗口值、是否使用窗口扩大、是否使用时间戳等）；对运输实体资源进行分配。
TCP连接建立
三次握手
传输报文ACK、SYN、seq、ack
理解为什么发送方还要进行第三次握手。
TCP连接释放
四次挥手
保活计时器：保证客户端服务端建立连接以后客户端主机出现故障后，服务器能够不一直等待下去而关闭连接。
TCP的有限状态机
关于TCP连接当中的各种状态
三次握手四次挥手的画图
UDP
UDP用户数据报只在IP的数据报服务之上增加了复用和分用以及差错检测的功能。
关于UDP的特点：
UDP首部格式
首部字段+数据字段
首部（每个字段长度2字节）
数据
关于UDP用户数据报的检验和计算。
UDP的检验和是把首部和数据部分一起检验，检验和的计算需要在UDP用户数据报之前加上12字节的伪首部构成一个临时的UDP用户数据报，检验和会根据这个临时的UDP用户数据报来计算。
伪首部包含的内容：源IP地址（4字节）、目的IP地址（4）、全零（1）、IP首部中的协议字段的值对于UDP就是17（1）、UDP用户数据报的长度（2）。
发送方会将UDP用户数据报的数据部分填入全零字节凑成偶数个字节，然后按照二进制反码计算出每16位字的和，将这个和的二进制反码写入检验和字段，就发送这样的UDP用户数据报。接收方会把收到的UDP用户数据报连同伪首部及可能的填充字节一起，按照二进制反码求这些16位字的和，当无差错其结果应该为1，有差错则丢弃，或者附上差错警告交付上层。
这种简单的差错检验方法检错能力不强，胜在简单，处理起来较快。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/chen-ying/p/12359457.html
