传输层
传输层位于OSI七层网络模型的第四层,主要负责端到端通信,可靠性保障(TCP),流量控制(TCP),拥塞控制(TCP),数据分段与分组,多路复用与解复用等,通过TCP与UDP协议实现。
端到端通信
传输层通过端口号(Port)来区分不同进程。端口号为16位数字(0-65535),用于标识主机上具体的应用程序,比如HTTP服务通常使用80端口,HTTPS通常使用443端口。
可靠性保障(TCP)
传输层可以提供可靠的数据传输服务,确保数据能够完整、有序地到达接收端。这主要通过TCP协议实现,它使用确认应答(ACK) 、超时重传 、滑动窗口等机制来保证数据的可靠性。
流量控制(TCP)
传输层可以调节发送端和接收端之间的数据流量,避免发送端发送过多数据导致接收端无法处理。TCP通过滑动窗口机制实现流量控制。
拥塞控制(TCP)
传输层可以感知网络的拥塞情况,并根据网络状态动态调整发送速率,避免网络拥塞加剧。TCP协议提供了拥塞控制机制,如慢启动 、拥塞避免 、快速重传等。
数据分段与重组
传输层可以将应用层的大型数据分割成较小的数据段(TCP)或数据报(UDP),在网络层传输后再进行重组。
多路复用与解复用
传输层允许多个应用进程同时使用网络资源。它通过端口号将不同应用的数据复用到同一个传输连接中,并在接收端将数据正确地分发到对应的应用进程。
TCP
TCP(传输控制协议)是一种面向连接的 、可靠的 、基于字节流的传输层协议,主要用于需要高可靠性和完整性的应用场景。
TCP的特点
**面向连接:**发送数据前后,分别通过"三次握手"和"四次挥手"进行建立连接和关闭连接
可靠性:
**确认和重传:**接收方收到数据后会发送ACK给发送方,若发送方未收到ACK则会重传数据
流量控制: 接收方通过滑动窗口(循环数组)机制告诉发送方可接受数据大小
拥塞控制: 发送方通过慢启动 、拥塞避免 、快速重传和恢复 等机制动态调整发送速率
**有序性:**接收方根据序列号重新组装数据,保证数据顺序正确
**超时重传:**发送端若未在超时时间内收到ACK,就会重传数据
头部开销大: 报文头部包含++确认号(ACK)++ 、++序列号++ 、++窗口大小++等
**全双工通信:**允许通信双方同时进行数据的发送和接收
TCP的三次握手
TCP的四次挥手
TCP应用场景
文件传输:FTP
网页浏览:HTTP/HTTPS
电子邮件:SMTP/POP3
数据库通信
UDP
UDP是一种无连接的、不可靠的传输层协议,主要用于对速度和实时性要求较高的场景。
UDP的特点
**无连接性:**无连接,数据包互相独立
**简单和轻量:**头部开销小,适合网络通信受限情景
**高性能:**无复杂机制,延迟低,适用于实时性高应用:视频通话,网络游戏
不可靠性:
丢包风险
不保证数据顺序
无确认和重传
无流量控制和拥塞控制