传输层（TCP/UDP）

传输层的功能

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TCP和UDP各自的使用场景

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）协议。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）协议。

TCP

需要将要传输的文件分段传输（所以需要建立会话，如果数据丢失要让服务器再重传一遍）
建立会话（客户端得记着已经收了几个数据包了，直到传输完成，结束会话）
可靠传输
流量控制(客户端接收不过来，告诉服务器等会儿再传)

UDP

一个数据包就能够完成数据通信，不需要分段
不需要建立会话
不需要流量控制
不可靠传输（没收到就重新再传一遍）
比如：在将域名解析成IP地址时，向DNS发送请求(一个数据包就行)时就用的是UDP（不需要建立会话）---域名解析就是UDP
QQ聊天，也是UDP协议
传一个500M的文件的时候，用的是TCP协议
发电子邮件，用的是TCP协议；ftp下载文件也是TCP协议
屏幕广播，多播，广播都是用的UDP（虽然一个数据包完不成，但是它不建立会话，也不保证传输的可靠性）
查看会话：netstat -n(不可能看到UDP，因为UDP不建立会话)
查看建立会话的进程：netstat -nb

传输层协议和应用层协议之间的关系

TCP/UDP可以加一个端口号，来标识应用程序

   常见的应用层协议使用的端口
   http=TCP+80
   https=TCP+443
   RDP=TCP+3389    //远程桌面
   ftp=TCP+21      
   共享文件夹=TCP+445
   SMTP=TCP+25    //发邮件
   POP3=TCP+110   //收邮件
   telnet=TCP+23   
   SQL=TCP+1433   //微软的SQL Server
   DNS=UDP+53

服务和应用层协议之间关系

服务使用TCP或UDP的端口侦听客户端请求（侦听：迎宾——这个服务开启了才会侦听）
客户端使用IP地址定位服务器使用目标端口，定位服务
可以在服务器网卡上设置只开放必要的端口，实现服务器网络安全

如何在Windows上安装服务（安装-开启）可以通过
DNS服务
Web服务
SMTP
POP3服务
如何查看侦听的端口：
netstat -an 查看服务侦听的端口
netstat -n 查看建立的会话
netstat -nb 查看建立会话的进程
telnet 192.168.80.100 3389 测试远程计算机某个端口是否打开

传输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信

传输层实现程序到程序（通过TCP加端口）
网络层实现服务器到服务器，地址到地址
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传输层协议和网络层协议的主要区别：

每一层都会通过某个方式来区分上一层
网络层通过协议号来区分传输层是TCP还是UDP（协议号 TCP 6 UDP 17 IGMP 1）
传输层通过端口来区分应用层的应用

TCP的端口

端口用一个 16 位端口号进行标志。0-65535
端口号只具有本地意义（本地计算机中各个端口是唯一的），即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。在因特网中不同计算机的相同端口号是没有联系的。
熟知端口 0-1023

TELNET:23
SMTP:25
DNS:53
HTTP:80
https:443
RDP:3389

登记端口 1024-49151
客户端端口 49152-65535

传输层协议（TCP/UDP）

UDP

UDP的主要特点
UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。

UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。

UDP 是面向报文的。UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。UDP用户数据报

UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

UDP 的首部开销小，只有 8 个字节。

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UDP 的首部格式

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在计算检验和时，临时把“伪首部”和 UDP 用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。

TCP

TCP特点：
TCP 是面向连接的传输层协议。在传输之前需要确保已经连接了（打电话的喂？）
每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint)，每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。
TCP 提供可靠交付的服务。
TCP 提供全双工通信（同时收和发的通讯，A和B打电话：A在说，也需要B反馈，嗯！明白了！/嗯？什么？）。
面向字节流。
TCP需要实现流量控制（服务器发送的太快，客户端处理不过来，所以客户端需要让服务器等会儿）、拥塞控制（两端都正常，但是传输过程中出现的拥堵导致数据丢失）

TCP是面向字节流的

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TCP 把连接作为最基本的抽象。

每一条 TCP 连接有两个端点。从一个ID+端口到另一个IP+端口（IP地址+端口------------->IP地址+端口）

TCP 连接的端点不是主机，不是主机的IP 地址，不是应用进程，也不是传输层的协议端口。TCP 连接的端点叫做套接字(socket) 。

端口号拼接到IP 地址即构成了套接字。
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TCP可靠传输的工作原理——停止等待协议

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确认和重传机制，我们就可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。
这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ (Automatic Repeat reQuest)。
ARQ 表明重传的请求是自动进行的。接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。
但是，停止等待协议的优点是简单，但缺点是信道利用率太低。
提高信道利用率的方法：流水线传输（发送方可连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认。由于信道上一直有数据不间断地传送，这种传输方式可获得很高的信道利用率。）
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那流水线传输怎么保证可靠传输呢？
下面看一个连续ARQ协议：

滑动窗口技术：（可靠的流水线传输）
连续发5个，然后等收到1的确认包之后再发送数据6,1就可以丢掉了
接收方可以采用累积确认：
如果收到了数据1,2,3，那我只发个3的确认包，如果收到了1,2,4，那我就发个2的确认包，那发送方就会重新发送3以及后面的

TCP报文段的首部格式

目标端口和源端口：各占两个字节
序号：文件被分成好多部分进行传输，序号就是这个数据段的第一个字节在文件中的第几个字节，序号占4个字节
确认号：接收方返回的时候要告诉发送方下面要发几号数据段了
数据偏移：TCP的首部并不是固定长度的（有20个字节的固定首部），还有一个选项，长度是可变的，所以会有一个数据偏移来告诉对面我的首部到哪儿结束。数据偏移占4个二进制（最大是15,1代表4位，也就是TCP的首部最大有154=60个字节）选项部分最多有40个字节
保留：6位二进制（没有用）
URG：发送插队标记位（二进制，为1的话表示我这个数据包不需要排队，直接传）如果想要告诉对面别传了，一般要等到前面几个包传完了才能排的上我，但是加上URG就可以直接传，不需要排队了
PSH：接收插队标记位，为1的话，这个数据包到达对面后直接排到最前面
ACK：二进制，如果是0的话，确认号无效，如果是1的话，确认号才有效
SYN：建立会话标记（发起的时候=1）（之后再传的时候就等于0了）
在客户端向服务器发送建立会话请求时候SYN=1，发送请求的时候，ACK=0（还没开始发送呢），这个时候确认号和序号都为0；
服务器接收到请求之后，再给客户端发送的时候，SYN=1,这个时候要确认我收到你发的请求了，所以ACK就=1，而且，确认号=1，序号=0
RST:RST为1的话表明TCP会话出现的严重异常，需要释放连接（正在通讯的时候，停止了，这个时候RST就置为1，需要再重新建立连接）
FIN：数据全都传完了，FIN=1，表明要释放连接了
*序号是我发的数据的第一个；确认号是告诉对面我已经收到了前面的，你接下去应该从哪儿开始发**
窗口：通知对方我的缓存区最大能放多少个字节window size，我能支持的最大的数据包MSS
校验和（与UDP一样，TCP的报文段前面有一个12个字节伪首部，是用来计算校验和的，这里的协议号是6）
紧急指针：只有当URG为1的时候才有效，指明紧急数据结束的位置
选项：有些数据包里有选项，可以规定最大数据报是多大MSS，是否支持选择性确认

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