计算机网络-运输层
-
网络层与运输层的区别： 网络层为主机之间提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
-
UDP：用户数据报协议。
1、特点
（1） 在传输数据前，不需要先建立连接；
（2）不保证可靠交付；
（3）面向报文。即应用层交给UDP的报文，不做任何修改，直接添加UDP的首部，交付给IP层。因此，应用层需要选择合适大小的报文。
（4）支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信；
（5）首部开销小，只有8个字节，小于TCP（20字节）；
2、UDP组成：数据字段和首部字段，如下图所示。
（1）首部字段：
源端口：在需要对方回信时使用，不需要时可全选0；
目的端口：在终点交付报文时必须使用；
长度：最小值是8位
检验和：检验UDP用户数据报在传输中是否有错，有错则丢弃。
-
TCP：传输控制协议。
1、特点
（1）面向连接的运输层协议，在使用前，必须先建立连接；传输结束后要释放连接，类似于打电话，拨号（建立连接）与挂机（释放连接）；
（2）每一条TCP只能连接两个端点，只能是点对点的(一对一)，就像打电话，一个手机号只能同时跟一个手机号通话；
（3）提供可靠交付：传输的数据无差错、不丢失、不重复、并且按序到达；
（4）全双工通信：通信双方在任何时候都能发送数据；
（5）面向字节流：发送方应用程序交给发送方的TCP共10个数据块，可能接收方的TCP只用了4个数据块就把收到的字节流交付上层的应用程序。也就是TCP仅把应用程序交付的数据块看成字节流，不管发送方发送的数据块和接收方接收的数据块是否存在对应关系。
2、TCP的连接
TCP的端点：套接字/插口。端口号拼接到IP地址就构成了套接字，表示方法：点分十进制的IP地址后面写上端口号，中间用逗号或冒号隔开。eg：192.3.4.5:80，ip地址是192.3.4.5，端口号是80。每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个套接字所确定。
3、TCP的连接建立
（1）连接建立的过程：握手。（三次握手）
ACK：TCP首部的确认号，只有当ACK=1时，确认号字段才生效。
SYN：位于TCP首部，在连接建立时用来同步序号。SYN置1，表示这是一个连接请求或者连接接收报文。只有SYN=1，ACK=1时，表明对方同意建立连接。
如下图所示：
1）A向B发出请求报文段，SYN=1，初始序号seq=x，SYN报文段不携带数据，但要消耗一个序号。
2）B收到连接请求报文后，若同意建立连接，则向A发送确认。ACK=1，SYN=1,确认号是ack=x+1，序号seq=y。此时的报文段不携带数据，但要消耗一个序号。(tcp服务器进程进入SYN-RCVD即同步收到状态)。
3）A收到B的确认后，需要向B给出确认。ACK=1.确认号ack=y+1，序号seq=x+1。ACK可携带数据，不携带数据就不消耗序号，在这个前提下，下一个报文段的序号仍是x+1。此时TCP建立完成，A进入ESTABLISHED状态。
（发送确认的原因：防止已实效的连接报文段突然又传送到B，产生错误）：a发送请求给b，由于请求报文丢失而未收到确认。于是又发送了一次，后来收到b的确认，建立了连接。假如，a发送的请求报文因为再某些网络结点长时间滞留了，以至于延误了一段时间到达b，b收到后就确认了，就一直等待a发送数据，但a不知道啊，就不理睬b。这样就导致b的资源被浪费了。
三次握手的过程：类似于两座山的山大王（a，b），相约攻打山下的官兵。需要相互之间进行确认，否则可能会被山下的官兵团灭。
四次握手
将第二次握手拆分成2个报文段，变成了四次握手，效果一样。拆分：先发送一个确认报文段（ACK=1，确认号ack=x+1），然后再发一个同步报文段（SYN=1，seq=y）。
4、四次挥手
FIN：终止，用于释放一个连接，FIN=1，表示发送方的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
MSL：最长报文段寿命。
1）a的应用程序向其TCP发出释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。FIN=1,序号seq=u（u=u前面已传输过的数据的最后一个字节的序号+1），等待b的确认。a进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态；（FIN即使不携带数据也会消耗掉一个序号）
2）b收到连接释放报文后发出确认，确认号是ack=u+1，seq=v（v=v前面已传输过的数据的最后一个字节的序号+1），b进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。此时TCP连接处于半关闭状态，TCP服务器应通知高层应用程序，a->b的连接已经释放，但b->a的连接还可以发送数据，a是要接收的。a收到b的确认后，就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待b发出的连接释放报告文。
3）b向a发送释放连接报告文，FIN=1。假定b的序号是w（在半关闭状态可能发送了一些数据），b必须重复上次已经发送过的确认号ack=u+1，此时b浸入LAST-ACK（最后确认）状态，等待a的确认。b进入LAST-ACK状态。
4）a收到b的释放报文后发出确认，ACK=1，ack=w+1，seq=u+1（FIN报文段需要消耗序号）。然后a进入TIME-WAIT（时间等待）状态，现在的TCP连接还没有释放掉。必须等待时间等待计时器设置的时间2MSL后，a才进入CLOSED状态。b只要收到a的确认，就进入CLOSED状态，因此b结束TCP连接的时间要比a早一些。
注意：a在TIME-WAIT（时间等待）状态等待2MSL的原因：
1）保证a发送的最后一个ACK报文段能够到达b；ack报文段可能会丢失，使得处于LAST-ACK状态的b收不到a发送的FIN+ACK报文段的确认。b就会超时重传这儿FIN+ACK报文段，就需要a在2MSL时间段内收到FIN+ACK报文段。此时，a重传一次确认，并重新启动2MSL计时器。最后a、b都正常的进入CLOSED状态。
2）防止“已实效的连接请求报文段”重新出现在本连接中。a发送完最后一个ACK报文段后，再经过2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络消失。