传输层协议介绍 三次握手四次挥手

传输层协议介绍

面向连接网络协议:是指通信双方之间在进行通信之前要先建立连接。比如打电话,双方通话前需要先建立连接。

无连接网络协议:是指通信双方不需要事先建立一条通信线路,而是把每个带有目的地址的包送到网络线路上,由系统自主选定路线进行传输。比如QQ、微信发送信息。

TCP协议 (如视频电话,你打过去对方得接,才能通信)
1.是面向链接的,可靠的进程到进程通信的协议
2.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。
3、TCP报文段
(1)、TCP将若干个字节构成一个分组,叫报文段(Segment)
(2)、TCP报文段封装在IP数据报中

UDP协议 (如淘宝客服,你发过去了,看不看是他的事了)
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发是否收到了数据,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。

TCP报文段

源端口号: 发送方进程的端口号。

目标端口号: 接收端进程的端口号。接收端收到数据段后,根据这个端口号来确定把数据送给哪个应用程序的进程。

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—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。
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。

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。(提高优先级)

RST: 重置位。当RST值为1时,通知重新建立TCP连接。

SYN: 同步(链接)位。同步序号位,TCP需要建立连接时将这个值设为1。

F IN: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。
(等于0时无效,等于1时有效)

窗口大小(控制网速用的,网络不好时缩小,其相反): 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[1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E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。

选项: 在TCP首部可以有多达40字节的可选信息。例如,最大报文段长度MSS (Maximum Segment Size)。 MSS告诉对方TCP:“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节。”传输层协议介绍 三次握手四次挥手

TCP链接

TCP建立连接的过程称为三次握手传输层协议介绍 三次握手四次挥手
TCP建立连接的过程称为三次握手

TCP断开连接的四次挥手
参加数据交换的双方中的任何一方(客户或服务器)都可以关闭连接。TCP断开连接分四步,也称为四次挥手,如下图所示。
传输层协议介绍 三次握手四次挥手
1、服务器向客户端发送FIN和ACK位置1的TCP报文段。
2、客户端向服务器返回ACK位置1的TCP报文段。
3、客户端向服务器发送FIN和ACK位置1的TCP报文段。
4、服务器向客户端返回ACK位置1的TCP报文段。
在TCP断开连接过程中,有一个半关闭的概念。TCP 一方(通常是客户端)可以终止发送数据,但仍然可以接收数据,称为半关闭。具体描述如下:
1、客户端发送FIN报文段,半关闭了这个连接,服务器发送ACK报文段接受半关闭。
2、服务器继续发送数据,而客户端只发送ACK确认,不再发送任何数据。
3、当服务器把所有数据都发送完毕时,就发送FIN报文段,客户再发送ACK报文段,这样就关闭了TCP连接。
4、TCP断开连接时在中间停止时称为TCP半关闭

路由概述
1、路由 :从源主机到目标主机的转发过程
传输层协议介绍 三次握手四次挥手

2、路由器的工作原理
(1)、根据路由表转发数据
(a)、主机1.1要发送数据包给主机4.1,因为IP地址不在同一网段,所以主机会将数据包发送给本网段的网关路由器A。
(b)、路由器A接收到数据包,先查看数据包IP首部中的目标IP地址,再查找自己的路由表。数据包的目标IP地址是4.1,属于4.0网段,路由器A在路由表中查到4.0网段转发的接口是S0接口。于是,路由器A将数据包从S0接口转发出去。
(c)、网络中的每个路由器都是按这样的步骤转发数据的,直到到达路由器B, 再用同样的转发方法从E0接口转发出去,最后主机4.1接收到这个数据包。
(d)、在转发数据包的过程中,如果在路由表中没有找到数据包的目的地址,则根据路由器的配置转发到默认接口或者给用户返回“目标地址不可达”的信息。

二、路由器转发数据包的封装过程
Host A向Host B发送数据,路由器对数据包的封装过程如下图所示:
(1) 、Host A在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包,其首部包含了源地址和目的地址。源地址即本机IP地址192.168.1.2,目的地址为HostB的IP地址 192.168.2.2。Host A会用本机配置的24位掩码与目的地址进行“与”运算,得出目的地址:与本机地址不在同一网段,因此发往HostB的数据包需要经过网关路由器A转发。
(2)、HostA通过ARP请求获得默认网关路由器A的EO接口MAC地址00-11- 12-21-22-22。在数据链路层Host A将IP数据包封装成以太网数据帧,在以太网帧首部的源MAC地址为00-11-12-21-11-11,目的MAC地址为网关E0接口的MAC地址00-11-12-21-22-22。
(3)、路由器人从E0接口接收到数据帧,把数据链路层的封装去掉。路由器A认为这个IP数据包是要通过自己进行路由转发,所以路由器A会查找自己的路由表, 寻找与目标IP地址192. 16.2.2相匹配的路由表项,然后根据路由表的下一跳地址将数据包转发到E1接口。
(4)、在EI接口路由器A重新封装以太网帧,此时源MAC地址为路由器A的E1接口MAC地址00-11-12-21-33-33,目的MAC地址为与之相连的路由器B的E1接口MAC地址00-11-12-21-44-44。
(5)、路由器B从E1接口接收到数据帧,同样会把数据链路层的封装去掉,对目的IP地址进行检查,并与路由表进行匹配,然后根据路由表的下一跳信息将数据包转发到E0接口。路由器B发现目的网段与自己的E0接口直接相连,通过ARP广播, 路由器B获得Host B以太口的MAC地址00-11-12-21-66-66。路由器B再将IP数据包封装成以太网帧,源MAC地址为路由器B的E0接口的MAC地址00-11-12-21-55-55,目的MAC地址为Host B的MAC地址00-11-12-21-66-66。封装完毕,将以太网帧从E0接口发往HostB。
传输层协议介绍 三次握手四次挥手
ARP表是建立连接用的
路由表用于路由之间转发用的