第四十九讲——TCP层/传输层

在我们的TCP/IP模型中，网络层之上就是传输层。<o:p></o:p>
    VFS是沙漏模型（虚拟文件系统）。<o:p></o:p>
    TCP/IP协议也是沙漏模型。<o:p></o:p>
    假如有一个令牌环网，还有一个10M的以太网，两个网络底层的通信，网卡类型都不相同，此时他们之间如何通信？路由解决了这一底层硬件不同的差异，即不管底层硬件如何，但是到了IP层以后路由的接口必须要能够和本地网络通信才可以。<o:p></o:p>
    传输层协议：<o:p></o:p>
          TCP传输控制协议<o:p></o:p>
         UDP用户数据报协议<o:p></o:p>
         Ethernet以太网<o:p></o:p>
          PPP点对点拨号网络<o:p></o:p>
          这些协议最终统一到IP，无论MAC算法是什么。<o:p></o:p>
TCP（Transmission  Control  Protocol）：传输控制协议<o:p></o:p>
UDP（User Datagram protocol）：用户数据报协议<o:p></o:p>
TCP为有连接的协议|UDP为无连接的协议。<o:p></o:p>
对于UDP来说，只要将数据报报文放到网络上即可，不管对方是否能够接收到，接收方是否收到报文还需要靠网络和接收方是否在线来决定。<o:p></o:p>
对于TCP来说，要发送报文给对方，会先发送一个试探性的报文，用于提醒接收方接收报文，如果接收方无应答，则数据报文不会发送，如果接收方响应，此时发送方会再发送一个报文用于提醒接收方接收报文。然后开始发送报文，且每一个报文都要确定对方接收无误后才发送下一个报文。即每封报文发送前需要收到上封报文的确认信息，不然不会继续发送。<o:p></o:p>
      由于TCP的每一次通信都需要对方确认，这种方式会使数据报文非常可靠，但是也会导致效率低下。所以对于即使通信软件来讲，一般都使用UDP协议，速度快。而对于很多数据可靠性要求较高的情况下，才会使用TCP协议。如QQ，使用UDP协议，它的数据通过应用层得到保证。（服务器应用层的协议来保证数据的到达。）<o:p></o:p>
我们要清楚的是，互联网上的大多数应用是通过TCP来完成的。由于现在的带宽足够大，而且速度也是足够快，因此TCP的使用越来越多。<o:p></o:p>
http、ftp、pop3、SMTP协议都是TCP的。<o:p></o:p>
UDP：使用DNS查询的是UDP协议，DHCP是UDP协议的，TFTP也是UDP的。<o:p></o:p>
上述都是应用层的协议。<o:p></o:p>
TCP协议通信前三次握手建立连接，TCP握手连接后建立起的是一个双向的通道，这个双向通道断开时也需要双向断开。即四次挥手。<o:p></o:p>
断开时总有一方先断开，我们称之为主动断开，或者主动关闭，另一方称为被动关闭。<o:p></o:p>
当主动方发出断开请求后，要产生两段等待，第一段等回应，time-wait1（第一阶段等待），第二段等待被动方说断开，time-wait2（第二段等待）。<o:p></o:p>
TCP Header（TCP首部） 网络防火墙中要使用到，此内容相当重要☆<o:p></o:p>
依然是一行4个字节（byte），32位。<o:p></o:p>
·源端口（source port number 16bit）   目标端口（destination port number 16bit）<o:p></o:p>
·序列号（sequence number 32bit）通过一个机制在发起请求时生成一个号码。<o:p></o:p>
·确认号（ACKnowledgment number 32bit）<o:p></o:p>
<table class="MsoTableGrid" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="border-collapse:collapse;border:none;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;mso-yfti-tbllook:1184;mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> <tbody><tr> <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border:solid windowtext 1.0pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 首部长度<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 保留位<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 紧急位<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 确认位★<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 推送<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 重置★<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 开始★<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 结束★<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 窗口大小<o:p></o:p>
 </td>
 </tr>
 <tr> <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-top:none;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> head lengh<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> reserved<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> URG<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> ACK<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> push<o:p></o:p>
 PSH<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> RST<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> SYN<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> FIN<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> window、size<o:p></o:p>
 </td>
 </tr>
 <tr> <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border:solid windowtext 1.0pt;border-top:none;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 4bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.05pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 6bit（现为3bit）<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit 0无效1存放<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 1bit<o:p></o:p>
 </td>
 <td width="61" valign="top" style="width:46.1pt;border-top:none;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt;mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;"> 16位<o:p></o:p>
 </td>
 </tr>
</tbody>
</table>
·TCP checksum（tcp的校验和 16bit）    urgentpointer紧急指针（URG位1指针有效，URG位为0指针位为1指针有效）<o:p></o:p>
·Options（可选段）<o:p></o:p>
当多个进程需要发送报文时，会由内核接收，暂时存入缓存，由网卡一个一个向外发送，接收时也一样，先将接收到的放入缓存，一个一个处理，接收速度与接收缓冲有关，发送速度与发送缓存有关，网卡速度也有限。<o:p></o:p>
PSH位有优先传送特权，不放入缓存直接推送。<o:p></o:p>
RST重置，当建立连接时网络抖动了一下（路由器断开了一下），在原来的基础上重新建立连接（不需要像三次握手那样去做。）<o:p></o:p>
窗口大小：接收方本身的缓冲当中剩余的可容纳的报文的个数，以及链路中能总体容纳的个数。解决了发送速度大于接收速度，造成的报文丢失，达成发送，接收平衡。所以发送方一次发多少个要取决于对方（接收方）窗口大小。<o:p></o:p>

「一键投喂软糖/蛋糕/布丁/牛奶/冰阔乐！」