第五章：传输层
传输层主机才由的层次
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功能
1.传输层提供进程和进程之间的逻辑通信
2.复用和分用
3.传输层对收到的报文进行差错检测
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协议UDP，TCP
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面向连接的传输控制协议TCP
传送数据之前必须建立连接，数据传送结束后要释放连接。不提供广播或多播服务。由于TCP要提供可靠的面向连接的传输服务，因此不可避免增加许多开销：确认、流量控制、计时器及连接管理等。
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特点：可靠，面向连接，时延大，适用于大文件。
1.面向连接（虚连接）的传输层协议
2.每一条TCP连接只能有俩个端点，每一条TCP连接只能是点对点的
3.TCP提供可靠交付服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。可靠有序，不丢不重。
4.TCP提供全双工通信。（发送缓存：准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据、接收缓存：按序到达但尚未接收应用程序读取的数据&不按序到达的数据）
5.TCP面向字节流：把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流。
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报文段首部格式
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6个控制位：
紧急位URG：为1时标明此报文段中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送，不用再缓存里排队，配合紧急指针字段使用。
确认位ACK：ACK=1时确认号有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。
推送位PSH：为1时接收方尽快交付接收应用进程，不用等到缓存填满再向上交付。
复位RST：为1时表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立传输链接。
同步位SYN：SYN=1时，表明是一个连接/连接接收报文
终止位FIN：FIN=1时，表明此报文段发送发数据已发完，要求释放连接
窗口：指发送本报文段的一方接收窗口现在允许对方发送的数据量。
检验和：检验首部+数据，检验时要加上12B伪首部，第四个字段为6
紧急指针：URG=1才有意义，指出本报文段中紧急数据的字节数。
选项：最大报文段长度MSS、窗口扩大、时间戳、选择确认.
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TCP连接管理
TCP连接传输三个阶段：连接建立→数据传送→连接释放。
TCP连接的建立采用客户服务器方式，主动发起连接建立的应用程序叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫服务器。
- TCP连接建立
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1.客户端发送连接请求报文段，无应用层数据。SYN=1，seq=x（随机）
2.服务端为该TCP连接分配缓存和变量，并向客户端返回确认报文段，允许连接，无应用层数据。
3.客户端为该TCP连接分配缓存和变量，并向服务器端返回确认的确认，可以携带数据。
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SYN洪泛攻击
解决办法：设置SYNcookie
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TCP连接释放
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TCP可靠传输
传输层使用TCP实现可靠传输。
可靠：保证接收方进程从缓存区读出的字节流与发送方发出的字节流是完全一样的。
方法：1.校验 2.序号 3.确认 4.重传
TCO的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段。（超时重传）
规定的时间：采用自适应算法，动态改变重传时间RTTs（加权平均往返时间）
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冗余ACK（冗余确认）
每当比期望序号大的失序报文段到达时，发送一个冗余ACK，指明下一个期待字节的序号。
发送方已发送1，2，3，4，5报文段；接收方收到1，返回给1的确认（确认号为2的第一个字节）；接收方收到3，返回给1的确认（确认号为2的第一个字节）；接收方收到4，返回给1的确认（确认号为2的第一个字节）；接收方收到5，返回给1的确认（确认号为2的第一个字节）；发送方收到3个对于报文段1的冗余ACK→认为2报文段丢失，重传2号报文段
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TCP流量控制
流量控制：控制发送方发送速率，通过滑动窗口机制。
过程：接收方根据自己接收缓存的大小，动态调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd（接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方），发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值。
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TCP拥塞控制（全局）
条件：对资源需求的总和>可用资源。许多网络资源同时呈现供应不足→网络性能变坏→网络吞吐量将随输入负荷增大而下降
拥塞控制：防止过多数据注入网络中。
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拥塞控制的四种算法
假定：1.数据单方向传送，另一方向只传送确认。2.接收方总是有足够大缓存空间，因而发送窗口大小取决于拥塞程度。（一般来说取决于接收窗口和拥塞窗口的最小值）
接收窗口：接收方根据接收缓存设置的值，并告知给发送方，反映接收方容量
拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反应网络当前容量。
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慢开始，拥塞避免
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快重传，快恢复
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无连接的用户数据报协议UDP
传送数据之前不需要建立连接，收到UDP报文后也不需要给出任何确认。
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特点
不可靠，无连接，时延小，适用于小文件。
1.无连接，减少开销和发送数据之间的时延
2.使用最大努力交付，即不保证可靠交付
3.面向报文，适合一次性传输少量数据的网络应用
应用层给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发一个完整报文
4.UDP无拥塞控制，适合很多实时应用
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UDP校验
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检验和检测整个UDP数据报是否有错，错就丢弃。分用时找不到对应的目的端口号就丢弃报文，并给发送方发送ICMP"端口不可达"差错报告报文。
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传输层寻址与端口
复用：应用层所有应用进程都可以通过传输层再传输到网络层
分用：传输层从网络层收到数据后交付指明的应用进程。
端口（逻辑端口/软件端口）：是传输层的SAP，标识主机中的应用进程。
端口号只有本地意义，再因特网中不同计算机的相同端口是没有联系的。
端口号长度为16bit，能标识65536个不同的端口号。
传输层寻址与端口
在网络中采用发送方与接收方的套接字组合识别端点，套接字唯一标识了网络中的一个主机和它上面的一个进程
套接字Socket=（主机IP地址，端口号）
