Skip to content

Latest commit

 

History

History
54 lines (37 loc) · 5.91 KB

TCP&UDP协议.md

File metadata and controls

54 lines (37 loc) · 5.91 KB

TCP&UDP协议

传输层的核心协议是TCP和UDP。

TCP提供一对一的、面向连接的可靠通信服务。TCP建立连接，对发送的数据包进行排序和确认，并恢复在传输过程中丢失的数据包。 UDP提供一对一或一对多的、无连接的不可靠通信服务。

TCP确保IP数据报的成功传递

  • 对程序发送的大块数据进行分段和重组。
  • 确保正确排序及按顺序传递分段的数据。
  • 通过计算校验和，进行传输数据的完整性检查。
  • 根据数据是否接收成功发送肯定消息。通过使用选择性确认，也对没有收到的数据发送否定确认。
TCP三次握手建立连接

syn序列号和ACK确认号：可以看作是一个32bit的计数器

  1. 第一次：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）；（此时序列号是客户端随机产生的一个值，确认号是0）

  2. 第二次：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN，同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；（此时服务器的序列号是随机产生的值，确认号是收到客户端序列号的值+1）

  3. 第三次：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手.（此时确认号是收到服务器的序列号+1，）

未连接队列

在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于SYN_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态。

TCP四次挥手关闭连接

  1. 第一步，当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时，TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段（FIN表示英文finish）。
  2. 第二步，主机B收到这个FIN报文段之后，并不立即用FIN报文段回复主机A，而是先向主机A发送一个确认序号ACK，同时通知自己相应的应用程序：对方要求关闭连接（先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内，对方重传FIN报文段）。
  3. 第三步，主机B的应用程序告诉TCP：我要彻底的关闭连接，TCP向主机A送一个FIN报文段。
  4. 第四步，主机A收到这个FIN报文段后，向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。

为什么要采用三次握手，两次不行吗

也就是说不双向确认的话，如果出现以下异常情况，即A发出第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某些网络结点长时间滞留了。以致延误到连接释放以后的某个时间才到达B。本来这是一个早已失效的报文段。但B收到此失效的连接请求后就误认为这是A又发出的一次新的连接请求。于是就向A发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用三次握手，那么只要B发出确认，新的连接就建立了。 由于A并没有发出新的连接请求。因此不会理睬B的确认，也不会向B发送数据。但B却以为新的连接已经建立了，一直等待A发送数据过来。这样B的许多资源就浪费了。

那么采用三次握手的话。当B发出确认后，A应该向B的确认发出确认。这样B收到A的确认后才会建立连接。以上B发出确认后，并没有收到A的确认，因此就知道连接并没有建立。

为什么关闭的时候却是四次握手

因为当服务端收到客户端的FIN报文时，并不会立刻关闭连接，因为有可能服务端收到FIN报文时数据还没有完全接收完，此时服务端应该发送一个确认号ACK告诉客户端我已经收到FIN报文，避免客户端重新发送FIN报文。 等服务端通知应用程序要关闭连接，并且数据已经发送完毕后才向客户端发送一个FIN报文，表示可以关闭连接。

UDP用户数据报协议

UDP 提供无连接的网络服务，该服务对消息中传输的数据提供不可靠的、最大努力传送。这意味着它不保证数据报的到达，也不保证所传送数据包的顺序是否正确。

  1. UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
  2. 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
  3. UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
  4. 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
  5. UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。
  6. UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。