计算机网络 传输层协议TCP和UDP

目录

一、传输层协议

二、tcp协议介绍

三、tcp报文格式

四、tcp三次握手

五、tcp四次挥手

六、udp协议介绍

七、常见协议和端口

八、有限状态机

一、传输层协议

　　传输层协议主要是TCP和UDP协议

　　

　　主要作用　

　　1.分段和重组

　　2.会话多路复用

二、tcp协议介绍

　　TCP面向连接的协议：TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议。TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输，每一个TCP都有发送缓存和接收缓存，用来临时存储数据。

　　

　　tcp的特点：

1. 工作在传输层

2. 面向连接协议

3. 全双工协议

4. 半关闭

5. 错误检查

6. 将数据打包成段，排序

7. 确认机制

8. 数据恢复，重传

9. 流量控制，滑动窗口

三、tcp报文格式

　　

　　　　　　源端口号：所以通过指定源端口和目标端口，就可以知道是哪两个进程需要通信

　　　　　　序列号：传输数据不能一次传输，分批传输，序列号是本报文段所发送数据的第一个字节的编号

　　　　　　确认号：（ack）表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送方：我希望你（指发送方）下次发送的数据的第一个字节数据的编号为此确认号：传输是否有问题？

　　　　　　首部长度：用来接收数据和需要指定这个TCP报文段到底有多长，防止位置错乱

　　　　　　控制位：

　　　　　　URG（紧急位）：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段（urgent pointer）只有当URG=1时才有效

　　　　　　ACK（确认位）：表示是否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。TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段

　　　　　　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。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应　　　　　　　　　　　　  　　　　　用程序不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中

　　　　　　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。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒　　　　　　  　　　　　绝响应，带RST标志的TCP报文段称为复位报文段

　　　　　　SYN（同步位）：在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一　　　　　　　　 　　　　　　个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段

　　　　　　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。如果FIN=1，即告诉对方：“我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文　　　　 　　　　　　段

四、tcp三次握手

　　　　　　

　　PC1第一次握手:发送syn报文下（seq=x,syn=1）

　　PC1询问PC2是否连接

　　PC2第二次握手：发送SYN+ACK报文，（seq=x，ack=x+1，SYN=1,ACK=1）

　　PC2收到消息，ack=1，向PC1发送报文

　　PC3第三次握手：发送ACK报文（Seq=x+1,ack=y+1,ACK=1）

　　PC1和PC2建立连接

五、tcp四次挥手

　　

　　第一次挥手：PC1发送FIN/ACK（FIN=1,ACK=1）

　　PC1询问PC2是否断开连接

　　第二次挥手：PC2发送ACK报文（ACK=1）

　　PC2收到，发送ACK=1，表示收到

　　第三次挥手：PC2发送FIN/ACK(FIN=1,ACK=1)

　　PC2同意断开连接，发送报文

　　第四次挥手：PC1发送ACK报文（ACK=1）

　　PC1收到ACK=1

六、udp协议介绍

　　UDP协议是无连接、不保证可靠性的传输层协议。发送端不关心发送的数据是否到达目标主机、数据是否出错等，收到数据的主机也不会告诉发送方是否收到了数据，它的可靠性由上层协议来保障。传输数据速度更快，效率更高

　　UDP特性

　　工作在传输层

　　提供不可靠的网络访问

　　非面向连接协议

　　有限的错误检查

　　传输性能高

　　无数据恢复特性

　　远程 telnet

（1）password方式
R1：
[R1]telnet server enable -----默认已经开启
[R1]user-interface vty 0 4----虚拟用户终端接口编号0~4；同时允许5个用户管理这台设备
[R1-ui-vty0-4]authentication-mode password
Please configure the login password (maximum length 16):123
[R1-ui-vty0-4]protocol inbound telnet -----默认配置
[R1-ui-vty0-4] user privilege level 15 ------设置权限
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dis th
R2：
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q
[R2]q
<R2>telnet 12.1.1.1----用户视图telnet
Press CTRL_] to quit telnet mode
Trying 12.1.1.1 ...
Connected to 12.1.1.1 ...
Login authentication
Password:123
<R1>---成功登录R1

修改用户权限(15是最高级)
[R1]user-interface vty 0 4
[R1-ui-vty0-4]user privilege level 15

七、常见协议和端口

　　

八、有限状态机

1. CLOSED 没有任何连接状态

2. LISTEN 侦听状态，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 ）

3. SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认

4. SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认

5. ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态

6. FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认

7. 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

8. TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失

9. CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认

10. 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

11. 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