传输层协议：TCP协议和UDP协议

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传输层协议：TCP协议和UDP协议

TCP协议：传输控制协议
UDP协议：用户数据报协议

区别：

TCP：面向连接，稳定，慢
UDP：无连接，不稳定，快

一、TCP协议介绍（面向连接，稳定，慢）

TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议（在传输真实数据之前先要进行连接测试（三次握手），如果测试通过才会发送真实数据，否则不会发送真实数据）
TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输
TCP报文

①、TCP将若干字节构成一个分组，叫报文段（Segment）

②、TCP报文段封装在IP数据报中

1、TCP特性

1.1 工作在传输层

1.2 面向连接协议

1.3 全双工协议

1.4 半关闭

1.5 错误检查

1.6 将数据打包成段，排序

1.7 确认机制

1.8 数据恢复，重传

1.9 流量控制，滑动窗口

2、TCP报文格式

1.1 端口号：区别应用程序（区别7层协议tcp/80(http)、tcp/443(https)、udp/69（tftp)）

端口号范围：0~65535

应用层：应用程序
传输层：协议/端口号 tcp/80（80端口代表七层协议，http协议），协议要靠程序来实现（端口号不可以重复使用，一个端口号只能被一个程序占用）

1.2 序号：发送端为每个字节编号重组，便于接收端正确重组

1.3 确认号：用于确认发送端的信息（告诉对方我收到了你的消息，确认机制）

1.4 首部长度：IP头部，tcp头部（确定首部数据结构的字节长度）

1.5 控制位：描述了AB两台设备目前处于什么状态

tcp协议先要建立连接

A ---------------》 B

①、没有建立连接

②、已建立连接

③、断开连接

URG（紧急位）：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。
ACK（确认位）：表示前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。
PSH（急切位）：提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间
RST（重置位）：如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接
SYN（同步位）：在建立连接时使用，用来同步序号
FIN（断开位）：表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕

1.6 滑动窗口（窗口大小）：调节每次发送的数据包量

1.7 校验和：提供额外的可靠性紧急指针，标记紧急数据在数据字段中的位置

3、TCP三次握手

网络环境复杂，为了确保数据能够到达，两次不够，四次多余，三次正好

当pc1想和pc2建立起连接将连接信息写入报文

第一步：pc1会发送一个建立连接的请求报文，报文包括：

①、报文的序号（seq=x）

②、同步位（请求建立连接关系： SYN=1 ACK=0 控制位：当前两台设备处于什么状态？建立连接、处于连接、断开连接）

第二步：当pc2收到消息以后，要回复一个报文

①、报文的序号（seq=y）

②、ack确认号（我希望你下一次发送x+1序号的报文给我）

③、控制位SYN=1，ACK=1请求建立连接，pc2同意建立连接

第三步：收到 pc2 同意建立连接的报文后

1.会发送一个x+1报文

2.会告诉对方我希望你下次发送y+1的序号报文给我

3.最后将ACK=1 封装进去，告诉你收到了你的同意请求并且我也统一和你建立连接

4、TCP四次挥手

①、主动关闭方发送FIN：客户端发送一个 FIN 报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于 FIN_WAIT_1 状态。

--即发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN_WAIT1（终止等待1）状态，等待服务端的确认。

②、被动关闭方回复ACK ：服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK =1报文，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT 状态。

--即服务端收到连接释放报文段后即发出确认报文段（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v），服务端进入CLOSE_WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态，客户端到服务端的连接释放。客户端收到服务端的确认后，进入FIN_WAIT_2（终止等待2）状态，等待服务端发出的连接释放报文段。

③、被动关闭方发送FIN ：如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给 FIN 报文，且指定一个序列号。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。

--即服务端没有要向客户端发出的数据，服务端发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1），服务端进入LAST_ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

④、主动关闭方回复ACK，关闭连接 ：客户端收到 FIN 之后，一样发送一个 ACK 报文作为应答，且把服务端的序列号值 +1 作为自己 ACK 报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态，服务端收到 ACK 报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED 状态。

--即客户端收到服务端的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1），客户端进入TIME_WAIT（时间等待）状态。此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，客户端才进入CLOSED状态。
有限状态机：

closed：断开，没有任何连接状态（客户端，服务端都有）
listen：监听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求（服务开启http（进程）80端口在帮进程看着有没有人找http）
syn-sent：发送。在发送连接请求后，等待对方确认（客户端）
syn-received：在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认（服务端）
established：代表传输连接建立，双方进入数据传送状态（客户端，服务端都有）
fin-wait-1：主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认
fin-wait-2：主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭传输连接请求
time-wait：完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失
close-wait：被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认
last-ack：被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失
closing：双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认

客户端先发送一个FIN给服务端，自己进入FIN_WAIT_1状态，这时等待接收服务端报文，该报文会有三种可能：

只有服务端的ACK
只有服务端的FIN
基于服务端的ACK，又有FIN

5、常用的TCP端口号及其功能

端口	协议	说明
21	FTP	FTP服务器所开放的控制端口
23	TELNET	用于远程登录，可以远程控制管理目标计算机
25	SMTP	SMTP服务器开放的端口，用于发送邮件
80	HTTP	超文本传输协议
110	POP3	用于邮件的接收

二、UDP协议介绍（无连接，不稳定，快）

1、UDP协议

工作在传输层
提供不可搞得网络访问
无连接
有限的错误检查
传输性能快
无数据恢复特性

telnet协议：明文传输，远程管理协议。探测远端服务器的端口是否打开

命令： telnet IP地址端口号：服务软件是否正常

2、常用的UDP端口号及其功能

端口	协议	说明
69	TFTP	简单文件传输协议
111	RPC	远程过程调用
123	NTP	网络时间协议