---- 传输层 前言 打算系统学习下计算机网络,就来翻阅经典的自顶向下 本篇是第三章传输层(书中翻译为运输层,故下面运输层和传输层可能会同时出现,anyway反正一个意思),主要关注TCP和UDP,还有注意拥塞控制 multiplexing)与多路分解(demultiplexing) 传输层协议支持的应用层协议如图所示: 2、多路复用与多路分解 我们考虑接收主机怎样将一个到达的运输层报文段定向到适当的套接字。 简单的一批,就是源端口和目的端口,然后总长度和校验 (2)校验和 4、可靠数据传输原理 本节仅考虑可靠数据传输协议(reliable data transfer protocol)的单向数据传输 TCP 协议是一种面向连接,可靠,基于字节流的传输层通信协议。 (2)拥塞控制方法 1、端到端拥寒控制 在端到端拥塞控制方法中,网络层没有为运输层拥塞控制提供显式支持。
TCP协议格式 源/目的端口号: 表示数据是从哪个进程来, 到哪个进程去 4位TCP报头长度: 表示该TCP头部有多少个32位bit(有多少个4字节); TCP头部最大长度是15 * 4 = 60 【如果首部长度为1111,换成二进制是15(最大值),则数据报头的长度为:15*4=60个字节】 6位标志位: URG: 紧急指针是否有效 ACK: 确认号是否有效 (应答报文) PSH: 提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走 RST: 对方要求重新建立连接; 我们把携带RST标识的称为复
因此 从传输层的角度,真正通信的并不是主机而是主机的进程,传输层为两主机提供端到端的通信。 传输层有两个重要功能: 复用和分用 复用:在发送方的不同应用进程都可以使用同一个传输层协议传送数据(当然也需要加上适当的协议首部) 分用:接收方的传输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付给应用进程 传输层有两个主要的协议: 1.用户数据报协议UDP 2.传输控制协议TCP UDP(用户数据报协议)概述: 1.UDP是无连接的,即在发送数据之前不需要建立连接,减少了开销和发送数据之前的时延; 2.UDP 不需要时可全0 2.目的端口 在终点交付报文时必须使用 3.长度 UDP用户数据报的长度,最小值为8(仅有首部) 4.校验和 检测UDP用户数据报在传输是否有错,有错就丢弃 注意: ① 当传输层从 PS:网络层传输的数据单元为『数据报』,传输层的数据单元为『报文段』,但为了方便起见,可以统称为『分组』。
概述和传输层服务 本章学习的重点: 理解传输层的工作原理 多路复用/解复用 可靠数据传输 流量控制 (发送方和接收方的问题) 拥塞控制 学习Internet的传输层协议 UDP:无连接传输 TCP :面向连接的可靠传输 TCP的拥塞控制 传输服务和相关协议 ** 为运行在不同主机上的应 用进程提供逻辑通信 ** ** 传输协议运行在端系统 ** 发送方:将应用层的报 文分成报文段,然后传 递给网络层 接收方:将报文段重组 成报文,然后传递给应 用层 ** 有多个传输层协议可供应 用选择 ** Internet: TCP 和 UDP 传输层和网络层比较 网络层服务: 主机之间的逻辑通信 传输层服务 : 进程之间的逻辑通信 依赖于网络层的服务 并对网络层的服务进行 增强 Internet传输层协议 传输层向上层应用进程提供逻辑的通信服务 在物理上就是通过层间接口传给传输层,由传输层之间的相互配合 通过层间接口向下传输的是四元组 ,和 massage 。 Server端将数据报发出之后, 对方的IP就会接收到这个数据报开始解析, 在TCP部分就会解析TCP的头部,等等信息 。
TCP 和 UDP 是两种最为著名的传输层协议,二者都使用 I P 作 为 网 络 层 协 议 尽管 TCP 和 UDP 都使用相同的网络层( IP ), TCP 却向应用层提供与 UDP 完全不同的服务 ,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP提供了无连接通信,适合于一次传输少量数据,UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等,可靠性较差 但是正因为UDP协议的控制选项较少,在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高,适合对可靠性要求不高的应用程序,或者可以保障可靠性的应用程序,如DNS、TFTP、SNMP等。 可以一对一、一对多传输、多对一和多对多的交互通信 TCP与UDP区别: 1、TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接 2、TCP提供可靠的服务。 3、UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
计算机网络笔记Part4 网络层(Network Layer) 计算机网络笔记Part5 传输层(Transport Layer) 计算机网络笔记Part6 应用层(Application Layer 概述 1.1 传输层的意义 传输层的由来 有了MAC地址和IP地址,我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。 网络层可以把数据从一个主机传送到另一个主机,但是没有和进程建立联系;传输层就是讲进程和收到的数据联系到一起,使数据能够为应用服务 所以说传输层是主机才有的层次 1.2 传输层的两个协议 1.3 传输层的寻址和端口 端口号只用于计算机分辨本地进程,总共有2^16=65536种端口号,端口号有很多种,不能随便使用 1.3.1 常见的应用程序端口号 2. UDP传输层无法保证数据的可靠传输,只能通过应用层来实现了;实现的方式可以参考TCP可靠传输的方式,只是实现不在传输层,转移到了应用层 目前有如下开源程序利用UDP实现了可靠的数据传输;分别有RUDP
ftp服务器, 使用21端口 telnet服务器,使用23端口 http服务器, 使用80端口 https服务器, 使用443端口 0-1023: 知名端口号,HTTP、FTP、SSH应用层协议 ,端口号是固定的 1024-65535 :操作系统动态分配的端口号,客户端程序的端口号,就由操作系统从这个分为分配的 2. netstat netstat 是一个用来查看网络状态的重要工具 输入 netstat UDP协议 UDP协议端格式 有效载荷一定是上层——应用层 给的,上层通过系统调用 把数据拷过来的 UDP报头的宽度是0-31,表示报头所对应的字节数 (4字节) 1. 报头和有效载荷如何分离? 报头是固定长度 8字节,剩下的就是有效载荷 通过16位UDP长度,整体 减去 8字节 即 有效载荷的长度 2. 有效载荷如何做到向上交付的? s,,让s+8,再次指向有效载荷 将s强转成 struct udp_header类型 ,指向结构体中的源端口号、目的端口号 、udp长度、校验和 UDP的特点 无连接:知道 对端的IP和端口号 就直接传输
传输层中有两个重要的协议:TCP协议和UDP协议。本博文分享的是TCP协议,不仅分享其协议格式,特点等等,还有应答机制、超时传送机制、连接管理机制、滑动窗口、阻塞控制等等。 MSL是TCP报文的最大生存时间, 因此TIME_WAIT持续存在2MSL的话就能保证在两个传输方向上的尚未被接收或迟到的报文段都已经消失(否则服务器立刻重启, 可能会收到来自上一个进程的迟到的数据, 具体的数量和超时时间, 依操作系统不同也有差异; 一般N取2, 超时时间取200ms。 捎带应答 在延迟应答的基础上, 我们发现, 很多情况下, 客户端服务器在应用层也是 "一发一收" 的。 粘包问题 首先要明确, 粘包问题中的 "包" , 是指的应用层的数据包,在TCP的协议头中, 没有如同UDP一样的 "报文长度" 这样的字段, 但是有一个序号这样的字段,站在传输层的角度, TCP是一个一个报文过来的 2. 全连接队列(accpetd队列)(用来保存处于established状态,但是应用层没有调用accept取走的请求)。
传输层 传输层概述 传输层是整个TCP/IP协议栈核心之一,位于网络层之上,应用层之下。利用网络层的服务,为上层应用层提供服务。 与网络层类似,传输层也拥有面向连接的服务与无连接的服务两种,用途在于提供高效的可靠的,性价比高的数据传输 传输层的作用在于为运行在不同主机上的应用进程提供逻辑通信(这里的逻辑通信指的是在传输层角度看来两个进程间直接进行通信 传输层架设在网络层之上,允许用户控制服务质量 传输层原语独立于网络层原语,而网络层原语会因为网络的不同而不同。传输层的原语在向应用层传输的原语可以屏蔽掉这些不同,只提供标准,统一的原语。 可以看到整个流程中发送方首先向接收方传输了一个数据段,这个数据段大小2K,SEQ为0,表示从0开始填充字节 接收方大小为4K,此时接收方为空,接收方在成功接收数据段后剩余2K空余位置,然后向发送方回发确认 ,确认中包括了ACK=2048表示成功接收到了2048以前的字段,期望接受从2048往后的字段,以及WIN=2048表示接收方还剩余2K位空余位置,下次传输数据的大小不能超过2K 发送方在接收到确认后会继续发送剩余数据
传输层中有两个重要的协议:TCP协议和UDP协议。 本博文分享的是UDP协议,本文将从UDP的协议格式、UDP的特定以及其缓冲区入手。 传输层 传输层的作用是负责数据能够从发送端传输到接收端,主要是传输策略。 端口号 端口号标识的是一个主机上进行通信的不同的应用程序,通过IP+PORT,便能够确认全网唯一一个进程。 调用sendto会直接交给内核, 由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作,即即写即发。 UDP具有接收缓冲区. 也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K(包含UDP首部).然而64K在当今的互联网环境下, 是一个非常小的数字.如果我们需要传输的数据超过64K, 就需要在应用层手动的分包, 多次发送, 并在接收端手动拼装 基于UDP的应用层协议 NFS: 网络文件系统,TFTP: 简单文件传输协议,DHCP: 动态主机配置协议,BOOTP: 启动协议(用于无盘设备启动),DNS: 域名解析协议,也有我们自己写的UDP程序的应用层协议
接上文: RDMA - IB规范卷1 - 传输层(概述-基本传输头-扩展头-功能-保序-包头校验), https://cloud.tencent.com/developer/article/2513460 请注意,CRC 在较低的协议层进行检查,这可能导致数据包在传递到传输层之前被丢弃。这些丢弃的数据包最终可能会在传输层被检测为序列错误。 没有传输层机制可以防止这种情况;连接管理的责任是避免重复使用 QP,直到陈旧数据包不可能到达响应方。 C9-65:对于 HCA 中的可靠连接服务,由传输层客户端编程的初始 PSN 是应出现在请求方生成的第一个请求数据包中的 PSN。 客户端在任何其他状态下设置 PSN 的尝试都可能会被传输层忽略。
传输层就是在信纸的空白上写上新的“收信人”信息。每一所房子【某一个终端】会配备一个管理员(传输层协议)。管理员从邮差手中接过信,会根据“收信人”,将信送给房子中的某个人。 传输层协议TCP 面向字节流服务面向连接,可靠,有序的协议通过滑动窗口、拥塞控制实现可靠和速度应用层提供的数据是一串无结构的字节流,传输层可以对数据进行分段,数据没有长度限制DUP 面向报文服务无连接, 不可靠,无序的协议应用层提供的是一系列报文,传输层不对报文进行分割和拼装,报文长度受限制UDP面向报文、无连接、差错检验、表示不同应用进程(绕过TCP协议,实现相对简单的快速通信)图片协议分析语法:格式 在TCP协议中,我们使用连接记录TCP两端的状态,使用编号和分段实现了TCP传输的有序,使用advertised window来实现了发送方和接收方处理能力的匹配,并使用重复发送来实现TCP传输的可靠性 (发送拥塞会设置一个慢开始门限 ssthresh = cwnd /2)拥塞避免:让拥塞窗口的值缓慢的增大。快重传:尽早知道个别数据包的丢失。发生数据的丢失连续收到3个重复的确认,发送丢失数据包。
1.可以把七层协议简化成四层协议 链路层 网络层 传输层 应用层 2.通过路由器连接的两个网络 网络层ip提供的是一个逐跳协议,提供了一种不可靠的服务,中间有可能会丢 传输层tcp在ip的基础上提供了可靠的传输层 ,从应用层开始加个头部,tcp加个头部,ip加个头部,以太网加个头部,封装成帧;帧的数据长度在46~1500字节之间 6.分用,接收方就是分用,从上面的封装中,解出来里面的头部 7.端口号,源端口号一般是随机分配的 ,目的端口号一般是知名的端口或者指定的端口,一定要注意是去还是回,因为tcp是全双工的 8.链路层,以太网和ieee 802封装 区分以太网和802.3封装,只需要看以太网的封装是2位类型,802.3封装是 2位长度,我们一般看到的都是以太网帧,很少见到802.3的帧 以太网头部就三个,源,目的,协议类型,0800代表是ip协议 其他补充: 1.子网掩码就是告诉我们哪是网络部分,哪是主机部分,比如子网掩码是 255.0.0.0,ip是13.0.0.0 就是告诉我们13是网络部分,其余的是主机部分 2.网关就是到其他网段的,应该给谁,比如我的网关是192.168.1.1,路由器的作用就是在不同网段转发数据 3
前言 通过之前文章我们对于SSL协议进行了一定了解网络安全——传输层安全协议 本章将会继续讲解SSL握手协议与SSL记录协议。 一. (2)客户问候消息发送完后,如果Server端需要进行认证,会发送它的证书。 握手消息将提交给SSL.记录层,由记录层封装一个或多个SSL_Plaintext结构。 二.SSL 记录协议 1. SSL记录协议概述 SSL是层次化协议。 在每一层,消息均可以包含描述长度、消息及消息内容的域。SSL在传输消息时,首先将消息分为可处理的数据块,可以进行压缩,将其封装为一带消息验证(MAC)的包,随后进行加密,并进行传输。 SSL.记录层从更高层接收未加解释的任意长度的非空块数据块。 2.打包过程 记录层将数据块分裂为小于或等于214字节的SSL.PlainText记录。
所以一个完整的报文至少要携带ip和端口号,ip是在网络层协议来维护的本章不做讲解,而端口号是在传输层协议中维护的,传输层协议常用的两种:UDP协议和TCP协议,本章将要讲解的是UDP协议,TCP协议在下一期进行讲解 端口号:2字节(16个比特位)其中: 0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH 等这些广为使用的应用层协议, 它们的端口号都是固定的。 答2:不能。要保证一个端口确定唯一进程。 UDP协议端格式 16位源端口和16位目的端口用来确定两个唯一进程,这没啥说的。 因为在数据传输过程中物理干扰、路由错误等可能导致数据损坏。 UDP协议特点 无连接: 知道对端的 IP 和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接。 不可靠:报文发出去任务就完成了,报文是否丢失不关心。 src_port; unsigned short dst_port; unsigned short len; unsigned short chksum; }; 在把数据交付给传输层时
一、前言 之前在这篇文章 传输层协议 UDP 中已经说过关于传输层的部分内容,现在我们来了解一下传输层 TCP 的内容吧 TCP 全称为 "传输控制协议( Transmission Control 字节流:消息无边界,可以传输任意大小的数据,并且保持顺序。 2. 封装与分用 报文宽度:0-31 bit 是这个报文的宽度。 数据在网络传输中可能乱序到达 2️⃣ 确认与请求的对应关系: 当 Server 连续收到多个请求后,要对请求进行确认。那么,Client 如何知道这些确认是对应哪个请求的呢? 目标:保证网络不拥塞的情况下提高传输效率。 那么所有的包都可以延迟应答么? 肯定也不是; ③ 延迟应答限制 数量限制:每隔N个包应答一次,N一般取2。 站在传输层的角度, TCP 是一个一个报文过来的. 按照序号排好序放在缓冲区中. 站在应用层的角度, 看到的只是一串连续的字节数据.
TCP(传输控制协议)专业讲解TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它通过三次握手建立连接,通信结束后通过四次挥手释放连接。 文件传输(FTP、TFTP),确保文件数据完整无误地从一台计算机传输到另一台计算机。电子邮件传输(SMTP、POP3、IMAP),保证邮件内容准确可靠地在邮件服务器和客户端之间传输。 UDP(用户数据报协议)专业讲解UDP是一种无连接的传输层协议,提供简单的不可靠信息传送服务。它不保证数据的可靠传输,也不进行流量控制和拥塞控制,但具有传输速度快、延迟低的特点。 SCTP(流控制传输协议)专业讲解SCTP是一种面向连接的传输层协议,它结合了TCP的可靠性和UDP的无连接特性。 DCCP(数据报拥塞控制协议)专业讲解DCCP是一种传输层协议,它在提供UDP-like无连接服务的同时,还引入了拥塞控制机制。DCCP适用于需要对网络拥塞进行控制的实时应用。
知识准备 1.1 传输层 前面已经讲过,HTTP协议是应用层协议,在此之前,我们短暂的认为HTTP是直接通过应用层与外界通信的。但是我们要知道,应用层需要向下将数据传到传输层,再由传输层向下传送。 最终才能通过网络传输到接收方。 传输层负责保证可靠性传输,确保数据能够可靠地传送到接收方。 1.2 重识端口号 端口号的作用是标识主机上的一个唯一的进程。 端口号是属于传输层的概念,因此在传输层协议中就会包含与端口相关的字段。 协议号是作用于传输层和网络层之间的,而端口号是作用于应用层于传输层之间的。 两个问题: 一个端口号是否可以被多个进程绑定? 如果我们需要传输的数据超过 64K, 就需要在应用层手动的分包, 多次发送, 并在接收端 手动拼装; 基于UDP的应用层协议: NFS: 网络文件系统 TFTP: 简单文件传输协议 DHCP: 动态主机配置协议
一、前言 之前在这篇文章 初识网络 中说过关于传输层的内容,以及在 Socket编程应用层UDP 也做过关于 UDP 的练习,如下: 传输层: 负责两台主机之间的数据传输。 文章这 UDP的端口号只有两字节,因为 OS 在协议中规定端口号是 16 位的,因此我们当时 ip 地址是 4 字节,而 端口号却是 2 字节,这就是 协议源代码 这里 UDP 携带16 位 UDP 长度,之前在网络版本计算器和 http 的相关文章 都采用到了 类似方案,这种自己描述自己的特性-> 叫作 自描述字段 ,方便把报头固定下来,然后保证对方能够读到完整的报文 2. 调用 sendto 会直接交给内核, 由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作; UDP 具有接收缓冲区. 如果我们需要传输的数据超过 64K,就需要在应用层手动的分包,多次发送,并在接收端手动拼装; 6.
传输层:TCP和UDP 使用IPv4和IPv6的应用程序 平时我们使用的tcpdump、ping、traceroute属于TCP/IP协议族,虽然叫TCP/IP协议族,但是这个协议族还涉及到许多其他成员 TCP双方能够通知对方的最大窗口大小是65535,因为TCP Header里,这个字段只占16位(2^16-1)。 时间戳选项。 ESTABLISHED状态下接收到FIN: [from ESTABLISHED to CLOSE_WAIT] [TCP状态转换图] 数据捎带 在TCP的建立连接的三次握手和终止连接的四次挥手之间,是数据分节的传输 TCP数据传输 [TCP数据分节传输] TCP还是UDP 上图这样的单一分节的请求和接收,使用TCP时,包括连接建立和连接终止的7个分节,以及最后一次客户对服务器数据的应答,有8个分节额外需要消耗。 停留在该状态的持续时间是最长分节生命期MSL的两倍,俗称2MSL。 MSL的值选择在30s~2min之间,这意味着TIME_WAIT状态的延迟在1min~4min之间。