第二章、傳輸層：tcp、udp和sctp
1、使用者資料報協議(udp)
1）描述
應用程式往乙個udp套接字寫入一條訊息，該訊息隨後被封裝到乙個udp資料報，又被封裝到乙個ip資料報，然後發往目的地
2）特點
①缺乏可靠性
資料報到達目的地，但是檢驗和檢測有錯誤，或者該資料報在網路傳輸被丟棄，不會自動重傳。不會保證先後順序，不保證資料重複處理
②無連線
客戶與伺服器不存在長期的關係。客戶可以建立套接字並傳送資料報到給定伺服器，然後立即用同一套接字傳送另乙個資料報給另乙個伺服器
2、傳輸控制協議(tcp)
1）特點
①面向連線
提供客戶與伺服器之間的連線。先建立連線，跨連線交換資料，終止連線
②可靠性
當tcp向另一端傳送資料時，它要求另一端返回乙個確認。如果沒有收到確認，tcp自動重傳資料並等待一段時間。數次重傳失敗，tcp才放棄
注：tcp並不保證資料一定被對方端點接受。提供的是資料的可靠遞送或故障的可靠通知
含有動態估算客戶和伺服器之前的往返時間的演算法(rtt)
通過給其中每個位元組關聯乙個序列號對所傳送的資料進行排序
③流量控制
滑動視窗：通知對端在任何時刻能夠接受多少位元組的資料
在任何時刻，該視窗指出接受緩衝區中當前可用的空間量，確保不會發生溢位
④全雙工
乙個連線在兩個方向傳送資料和接收資料
3、tcp連線的建立和終止
1）三路握手
①伺服器準備好接受客戶的連線。通過呼叫socket、bind和listen完成工作，稱為被動開啟
②客戶呼叫connect發起主動連線，導致客戶tcp傳送乙個syn分節，告訴伺服器在連線中傳送資料的初始序列號。通常不帶資料
③伺服器必須確認(ack)客戶的syn，同時傳送乙個syn分節，含有伺服器在同一連線中傳送資料的初始序列號。
④客戶必須確認伺服器的syn
ack確認號是傳送這個ack的一端所期待的下乙個序列號，每個fin(表示結束)的ack的確認號同樣加1
2）tcp連線終止
①某個應用程序呼叫close，稱為執行主動關閉。傳送乙個fin分節，表示資料傳送完畢
②接受到這個fin的對端執行被動關閉。它的接受作為乙個檔案結束符，因為fin的接受意味著再無額外資料可接收
③一段時間，接收到檔案結束符的應用程序呼叫close關閉它的套接字。導致它的tcp傳送乙個fin
④接收到這個最終fin的原傳送端tcp確認這個fin
3）tcp狀態轉換圖
①建立連線
主動：close——syn_sent——established
被動：close——listen——syn_rcvd——established
②斷開連線
主動：established——fin_wait_1——fin_wait_2——time_wait
被動：established——close_wait——last_ack
4、time_wait狀態
msl：最長分節生命期。任何ip資料報能夠在網際網路中存活的最長時間
重複的分組：分組在網路中迷途。某個路由器損壞導致路由迴圈，傳送端tcp超時重傳，修復後迷失的分組也被送到目的地
time_wait停留在這個狀態的持續時間是2msl
存在理由：
1）可靠地實現tcp全雙工連線的終止
2）允許老的重複分節在網路中消逝
5、埠號
埠號：16位整數
伺服器一般採用眾所周知的埠號，客戶使用臨時埠號，只需確保唯一性
劃分：1）眾所周知的埠為0-1023
2）已登記的埠為1024-49151
3）動態或私用的埠為49152-65535
套接字對：乙個tcp連線的兩個端點的四元組
6、tcp埠號與併發伺服器
併發伺服器：主伺服器迴圈通過fork派生乙個子程序來處理每個新的連線
多宿主機：乙個機器有多個ip
1）監聽套接字
伺服器在某個或任意本地介面的埠等待連線請求，外地ip位址和埠沒有指定
例： *星號表示萬用字元，通配的位址表示任意，套接字位址ip位址字段設定為inaddr_any
2）已連線套接字
使用與監聽套接字相同的本地埠。連線一旦建立，已連線套接字的本地位址隨即填入
tcp必須通過套接字對的所有4個元素才能確定由哪個端點接受某個到達的分節
7、緩衝區大小及限制
1）tcp輸出
①當應用程序呼叫write，核心從應用程序的緩衝區複製所有資料到所寫套接字的傳送緩衝區
②如果緩衝區空間不夠，則應用程序被投入睡眠。
③核心不從write系統呼叫返回，直到應用程序緩衝區中所有資料都複製到套接字傳送緩衝區
注：成功返回僅僅代表可重新使用應用程序緩衝區，不表明對端tcp或應用程序已接收到資料
④對端必須確認收到的資料，收到對段的ack，本端tcp才能從套接字傳送緩衝區丟棄已確認的資料(之前必須保留資料的副本，直到被確認)
⑤本端tcp以mss大小或更小的塊把資料傳遞給ip，同時每個資料安上乙個tcp首部構成tcp分節
注：mss或是由對端通告的值，或是536。536是ipv4最小重組緩衝區位元組數576減去ip首部位元組數20和tcp首部位元組數20的結果
8、常見網際網路應用的協議使用
UNIX 網路程式設計 chapter 2 傳輸層
udp 全雙工 無連線 不可靠的資料報協議 tcp 全雙工 面向連線 可靠的位元組流協議 icmp 網際控制訊息協議 處理在路由器和主機之間流通的錯誤和控制訊息 應用 traceroute ping arp 位址解析協議 將乙個ipv4位址對映成乙個乙太網位址 mac位址 rtt round tri...
傳輸層TCP和UDP程式設計模型
最近接觸了基於這個程式設計模型的程式設計，基礎程式設計再次熟悉了一下 一 tcp程式設計 伺服器端 1 建立serversocket物件，繫結埠 2 通過accept 監聽客戶端請求 3 建立連線後，通過輸入輸出流進行讀寫操作 4 關閉相關資源 客戶端 1 建立socket物件，指定服務端的位址和埠...
網路層 和 傳輸層
網路層只是負責傳輸，把資料交給指定的目標，傳輸層用來把收到的資料，根據協議分發給各個應用 tsap 埠 nsap ip資料報的協議號字段 埠 資料傳送時，向下交付給傳輸層 接收資料時，向上交付給應用層 套接字 五元組用來標識通訊雙方唯一的連線，埠在tcp 或者 udp上 ip位址和傳輸協議取自ip資...