当前位置：网站首页>TCP/IP四层模型中的重点网络协议

端口号：网络传输流程封装会使用的字段
其他字段：TCP原理会使用的字段
6位标志位：Boolean值，0/1数据
URG：紧急指针是否有效
ACK：申请建立连接，应答
PSH：提示接收端立刻从缓存区读走
RST：对方要求重新建立连接，复位报文段
SYN：请求建立连接，同步报文段
FIN：申请断开连接，结束报文段

TCP原理

TCP对数据传输提供的管控机制，主要体现在两个方面：安全和效率。

原则：保证数据传输安全的前提下，尽可能的提高传输效率。

可靠（安全）机制

（1）确认应答机制

发送端发送数据，接收端需要返回接收到数据报的应答。

数据会进行编号，并使用32位序号保存，下一个数据报就是接收到的数据报连续序号的最大值+1，也就代表之前的数据报全部接收到了。

（2）超时重传机制

发送端超过一定时间，没有收到ack应答包，就会进行重传。
有两种情况，第一种就是发送数据包丢失，还有一种就是ack应答包丢失。当重传到达一定的次数，就表示对方出现异常，关闭连接。

（3）连接管理机制

在正常情况下，TCP要经过三次握手建立连接，四次挥手断开连接。

三次握手建立连接
客户端发送syn----申请建立客户端到服务端的连接
服务端返回syn+ack----syn是申请建立服务端到客户端的连接，ack是对第一个数据报的应答，可以合并一起发，也可以分开发。
客户端返回ack----对第二个数据报syn的应答

四次挥手断开连接

客户端发送fin到服务端----申请关闭客户端到服务端的连接
服务端返回ack----服务端状态置为close_wait
服务端发送fin到客户端----申请关闭服务端到客户端的连接（客户端收到，状态置为time_wait）
客户端返回ack----服务端收到状态置为closed（客户端等待一段时间，状态置为closed）
注：客户端接收到第三个数据报，不能马上置为close，还要给服务端发送应答，否则可能出现丢包（服务端无法断开连接），服务端就会根据超时重传机制，重发第三数据报，此时客户端已经是closed了

（4）流量控制机制

接收端处理数据的速度是有限的。如果发送端发的太快，导致接收端的缓冲区被打满，这个时候如果发送端继续发送，就会造成丢包，继而引起丢包重传等等一系列连锁反应。因此TCP支持根据接收端的处理能力，来决定发送端的发送速度。
接收端主动告诉发送端自己的窗口大小（TCP首部16位窗口字段）

（5）拥塞控制机制

在不清楚当前网络状态下，贸然发送大量的数据，是很有可能引起雪上加霜的。TCP引入慢启动机制，先发少量的数据，探探路，摸清当前的网络拥堵状态，再决定按照多大的速度传输数据。也就是发送端在刚开始发送数据时要用拥塞窗口探路。少量的丢包，我们仅仅是触发超时重传；大量的丢包，我们就认为网络拥塞。

效率机制

（1）滑动窗口机制

以并行的方式发送数据报，减少等待时间，提高效率。

窗口大小：指的就是无需等待确认应答而可以发送数据的最大值，窗口越大，网络的吞吐率就越高。
操作系统内核为了维护这个滑动窗口，需要开辟发送缓存区来记录当前还有哪些数据没有应答，只有确认过应答的数据，才能从缓存区删掉。

但是如果出现了丢包该如何重传？这里分两种情况讨论

第一种：数据报已抵达，ack丢了
没影响，后续的ack也能表示序号前的全部被接收了

第二种：发送的数据报丢包
接收端接收到的连续序号最大值+1（如果中间有部分没接收到，序号就不连续）
连续三次接收到下一个是XXX，就表示从XXX开始丢的数据报，需要重传，也叫快重传。

（2）延迟应答机制

接收端返回的流量窗口，不是立即返回，而是等待一定的时间，这样返回的流量窗口就可能更大（窗口越大，吞吐量就越大，效率就越高）

（3）捎带应答机制

不管是客户端还是服务端，都既可以是发送端也可以是接收端，不管客户端还是服务端，接收到数据时，返回的ack应答包，可以和发送的数据报合并一起发送给对方。

粘包问题

“包”指的是应用层的数据包
避免粘包：明确包和包之间的边界
固定包的大小：读写都按照固定的大小来发送/接收
可变长度的包：发送时包含长度的信息，接收到就按照这个信息读取相应大小的数据
UDP协议没有粘包问题：因为UDP协议是面向数据报，发送数据是一整块一整块法，不存在粘包问题。

UDP协议

UDP协议与TCP协议对比

UDP	TCP
无连接	有连接
不可靠	可靠
面向数据报	面向字节流
只有接收缓存区（只管发，不管是否丢包，所以没有发送缓存区）	接收和发送缓存区都有
大小受限	大小不限
适用场景：实时性要求高，允许少量丢包	适用场景：可靠性比较高的地方

网络层重点协议

IP协议

协议头格式

数据链路层重点协议

认识以太网

以太网：局域网的一种技术标准

以太网帧：协议格式（在数据链路层封装数据报的格式）

认识MTU

以太网的最大传输单元，超过以太网规定的最大限制，就会进行分包/分片

对ip协议的影响：
超出mtu限制，就会在网络层进行分片，就可能存在零件丢包的问题（接收端收到的多个小包，如果部分丢失，那整个包都没用）
对udp的影响：
小包丢包，接收端拿到也无法还原，整个udp数据报就没用
对tcp的影响：
小包丢包，接收端拿到还是无法还原，但tcp有可靠机制来保证数据重发