三分钟带你了解TCP协议和UDP
■TCP协议介绍
■TCP/IP协议族的传输层协议
●TCP (Transmission Control Protocol )
◆传输控制协议
●UDP (User Datagram Protocol )
◆用户数据报协议
●TCP和UDP运行在传输层
■TCP报文格式
TCP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
■TCP报文段
●TCP将若干个字节构成一个分组, 叫报文段(Segment)
●TCP报文段封装在IP数据报中
序号:发送端为每个字节进行编号,便于接收端正确重组。
当TCP从进程接收数据字节时,把它们分片成数据段存储在发送缓存中,并对每一个字节进行编号。当数据到达目的地后,接收端会按照这个序号把数据重新排列,保证数据的正确性。
确认号 :对发送端的确认信息。
20接收端响应消息时将用会它来告诉发送端这个序号之前的数据段都E经收到,如确认号是x,就是表示前X-1个数据段都已
经收到。
首部长度:用它可以确定TCP首部数据结构的字节长度。一般情况下TCP首部是20字节,但首部长度最大可以扩展为60字节
控制位:
URG: 紧急位。紧急指针有效位。
ACK:确认位。只有当ACK=1时,确认***字段才有效;当ACK=0时,确认号字段无效。
PSH:急迫位。标志位为1时,要求接收方尽快将数据段送达应用层。
RST:重置位。当RST值为1时,通知重新建立TCP连接。
SYN: 同步(连接)位。同步序号位,TCP需要建立连接时将这个值设为1。
FIN:断开位。当TCP完成数据传输需要断开连接时,提出断开连接的一方将这个值设为1。
窗口大小:说明本地可接收数据段的数目。这个值的大小是可变的,当网络通畅时接收端响应消息会将这个窗口值变大以
加快传输速度,当网络不稳定时减小这个值可保证网络数据的可靠传输,TCP中的流量控制机制就是依靠变化窗口的大小
实现的。
比如下载速度从一-开始的几KB逐渐提升到几MB的过程。
校验和:用来做差错控制。字段检验的范围包括首部和数据这两部分。数据段在发送时和到达目的地时会进行校验和计算
,若这两次的校验和一-致,则说明数据基本是正确的,否则将认为该数据被破坏,接收端将丢弃该数据。
紧急指针:和URG配合使用,当URG=1时有效。
■TCP三次握手
.
1)第一次握手:pc1将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=x,并将该数据包发送给pc2,pc1进入SYN_SENT状态,等待pc2确认。
(2)第二次握手:pc2收到数据包后由标志位SYN=1知道pc1请求建立连接,pc2将标志位SYN和ACK都置为1,ack=x+1,随机产生一个值seq=y,并将该数据包发送给pc1以确认连接请求,pc2进入SYN_RCVD状态。
(3)第三次握手:pc1收到确认后,检查ack是否为x+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=y+1,并将该数据包发送给pc2,pc2检查ack是否为y+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,pc1和pc2进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后pc2与pc1之间可以开始传输数据了。
■TCP四次挥手
由于TCP连接是全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭,上图描述的即是如此。
(1)第一次挥手:pc1发送一个FIN,用来关闭pc1到pc2的数据传送,pc1进入FIN_WAIT_1状态。
(2)第二次挥手:pc2收到FIN后,发送一个ACK给pc1,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),pc2进入CLOSE_WAIT状态。
(3)第三次挥手:pc2发送一个FIN,用来关闭pc2到pc1的数据传送,pc2进入LAST_ACK状态。
(4)第四次挥手:pc1收到FIN后,pc1进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给pc2,确认序号为收到序号+1,pc2进入CLOSED状态,完成四次挥手。
■UDP协议介绍
udd协议
●无连接,不可靠的传输协议
●花费的开销小
udp报文的首部格式
UDP长度:用来指出UDP的总长度,为首部加上数据
校验和:用来完成对UDP数据的差错检验,它是UDP协议提供的唯一的可靠机制
■常见协议及其端口
端口 | 协议 | 说明 |
---|---|---|
69 | TFTP | 简单的文件传输路口 |
111 | RPC | 远程过程调用 |
123 | TNTP | 网络时间协议 |
80 | HTTP | 请求响应交互 |
21 | FTP | 用于控制连接FTP服务器 |
53 | DNS | 用于连接DNS服务器 |
25 | SMTP | 用于发送邮件 |
110 | POP3 | 用于接收邮件 |
22 | SSH | 用于计算机之间的远程加密登录 |