计算机网络之传输层总结

提供进程间通信，host to host，路由器与交换机无法干涉。

端口号介绍

端口号范围：

0-65535 16位 0-1023周知端口号

端口号列表：

TCP 21端口：FTP 文件传输服务
TCP 23端口：TELNET 终端仿真服务
TCP 25端口：SMTP 简单邮件传输服务
UDP 53端口：DNS 域名解析服务
TCP 80端口：HTTP 超文本传输服务
TCP 110端口：POP3 “邮局协议版本3”使用的端口
TCP 443端口：HTTPS 加密的超文本传输服务
TCP 1521端口：Oracle数据库服务
TCP 1863端口：MSN Messenger的文件传输功能所使用的端口
TCP 3389端口：Microsoft RDP 微软远程桌面使用的端口
TCP 5631端口：Symantec pcAnywhere 远程控制数据传输时使用的端口
UDP 5632端口：Symantec pcAnywhere 主控端扫描被控端时使用的端口
TCP 5000端口：MS SQL Server使用的端口
UDP 8000端口：腾讯QQ

TCP 25端口：SMTP 25仔
TCP 110端口：POP3 报警110 police

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UDP[8bytes]

不可靠，非面向连接，速率不可调节
二元组（源端口，目的端口）

报文结构

16bits source port
16bits destination port
16bits length 头和数据总和
16bits checkSum 所有16bits相加，溢出忽略，得到最终值进行反码运算
在服务端检测只需全相加为 全一

应用好处：

1. 应用层能更好控制发送的数据和发送时间
   数据将会立刻被打包成报文段，传到网络层
   适合实时传输的应用，容忍小错误
   TCP的拥塞机制减慢速度
2. 无需建立连接
   TCP三次握手耗时
3. 无连接状态
   无需维持连接状态
   TCP需要提供可靠数据连接与拥塞机制
4. 分组头部开销小

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TCP[20bytes]

可靠，面向连接，相当于GBN+SR
累计确认：
TCP只确认数据流至第一个丢失字节为止的字节
快速重传：
收到3个重复ack，重新传送

四元组（源IP地址，源端口，目的IP，目的端口）

报文结构：

source port: 16bits
des port: 16bits
seq num: 32bits 按字节为单位标注
ack num: 32bits 【为客户端发过来的seq+1】
header length: 4bits 仅记录报文头部的大小，单位为word(32bits)
Flag field: (以下均1bit)
1)URG 紧急传输使用
2)ACK 检验ack合法性
3)PSH 需要尽快传输到应用层
4)RST 在三次握手时，告诉请求方没有相应的端口号
5)SYN 在三次握手时，请求发问接收方存在不存在
6)FIN 四次挥手时，来告诉对方我要释放资源啦，其实有一段缓冲时间等接受到才正式释放资源的
receive window: 16bits 接受窗口大小，跟拥塞控制有很大关系
checksum: 16bits
urgent data pointer: 紧急数据指针，直接指向紧急数据开始处（byte计算）

流量控制vs拥塞控制

流量控制：对于发送的数据包的速率
根据buffer来控制发送速率，以及接受速率
已发送-已经ack <= rwnd
已接收-已经交付给上层 <= rwnd
rwnd = Buffer - data in buffer
【注意，当rwnd为0时，客户端也是需要不断发送请求，以确保收到ack来更新客户端的buffer状态】

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拥塞控制：对于window size变化来说
慢启动：
一个transmission time翻倍，1→2→4→8→16【16为阙值，达到就进入拥塞避免】
拥塞避免：16→17→18→19→20
当dupAck>=3
快速恢复：
TCP Reno: 20→20/2+3=13→拥塞避免
TCP Tahoe: 20→1→慢启动

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三次握手

1. 在么在么
2. 我在，我准备好咯，你呢【准备资源中，如果没3，则可能是SYN泛洪攻击】
3. ok，我们可以通信啦

四次挥手

1. A：我要跟你分手了噢
2. B：我还没充分准备，请接受我的道歉信，A：婆婆妈妈的，我先看一下道歉信，哼
3. B：我已经尽力了，只能跟你分了
4. A：就知道是这个结果，赶紧定个闹钟睡觉，明天又是完美的一天
   B：已死心。。

可靠数据传输协议

Stop and wait：

rdt1.0 天真无邪，只有等待or发送
rdt2.0 需要得到确认，引入ack nak 和checksum 称为“停-等”协议
实现 自动重传请求协议：
1. 差错检测
2. 接收方反馈
3. 重传

rdt2.1 针对nak ack分组受损
引入 sequence number，1bit 标识状态

rdt2.2 移去nak，直接使用ack就能判断了
rdt3.0 引入timer，不用通过重复ack回传信息，直接time over重传

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流水线协议：

GBN(Go-Back-N)
遇到超时的包直接重传window内的所有包，接收方对seq进行校对，若没满足连续，则会丢弃不交付给上层，但会发送上一次发送的ack，计时器是对全局使用的，且接收方不用缓存任何分组，都属于一次性交付

SR(Selective-repeat)
每个分组有自己的定时器，发送方接收方均有window，接收方具有缓存机制，分组可以连续交付【断→buffer的】。
window size <= size of seq num space/2;

注意：TCP两者都兼有

可靠性数据传输机制：
checkSum: 用于检测比特数目
timer: 计时器，用来检测超时并重传
seq num: 标识有序的packet
ack num: 确认已经收到的packet
nck num: 确认未收到
window,pipeling: 提高传输速率

其他：

套接字：（socket)
进程上的数据

多路分解：(demultiplexing) 服务端
报文段数据→套接字

多路复用：（multiplexing) 客户端
套接字→报文段