计算机网络----传输层

本文详细介绍了计算机网络的传输层,包括TCP和UDP协议。TCP是一种可靠的、面向连接的协议,涉及三次握手和四次断开,通过校验和、确认机制、超时重传等实现可靠性。而UDP则提供无连接服务,传输效率高,适用于对实时性要求高的场景。此外,还探讨了Linux下监控网络流量的工具,如dstat、iftop和iptraf。最后,讨论了无线局域网WLAN的特点、优点及安全问题,并提到了WIFI和WAPI两种无线网络标准。

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传输层的作用:
IP层提供点到点的连接
传输层提供端到端的连接

TCP Transmission Control Protocol
传输控制协议
可靠的、面向连接的协议
传输效率低

TCP的封装格式在这里插入图片描述
tcp里的6个控制位(标识)
1.紧急位 urgent:紧急指针有效位,与16位紧急指针配合使用
2.确认位 ack:确认序列号有效位,表明该数据包含确认信息
3.急迫位 push:通知接收端立即将数据提交给用户进程,不在缓存中停留,等待更多的数据
4.重置位 reset:为1时,请求重新建立TCP连接
5.同步位 sync :为1时,请求建立连接
6.终止位 finish:为1时,数据发送完毕 ,请求断开连接

TCP连接三次握手:

两台主机
1.主机A向主机B发送SYN,请求建立连接(seq=100,ctl=SYN=1)状态 syn sent
2.主机B向主机A发送SYN、ACK(seq=300,ack=101,ctl=SYN、ACK=1)状态 syn receive
3.主机A向主机B发送ACK(seq=101,ack=301,ctl=ACK=1)状态 established ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210403085022888.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NjIxOTU0NQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

三次握手是正式发送数据的前奏

面向的连接的理解:三次握手、四次断开(四次挥手)

TCP的四次断开:

1.主机A向主机B发送FIN,请求断开连接(seq=101,ack=301,ctl=FIN、ACK=1)
2.主机B向主机A发送ACK(seq=301,ack=102,ctl=ACK=1)
3.主机B向主机A发送FIN,请求断开连接(seq=301,ack=102,ctl=FIN、ACK=1)
4.主机A向主机B发送ACK(seq=102,ack=302,ctl=ACK=1)![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210403085043535.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NjIxOTU0NQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

TCP的流控
TCP的流控(流量控制)机制–》滑动窗口–》调整window字段的值来告诉对方我能接收多少字节的数据,从而达到控制流量
TCP的流控(流量控制)机制–》拥塞控制–》判断出当前网络的CWnd(计算机网络中拥塞窗口),马上调整滑动窗口的大小,避免丢包

拥塞控制主要的四个算法:
1.慢启动;2.拥塞避免;3.拥塞发生;4.快速恢复

TCP面向连接的体现:
三次握手
四次断开(挥手)

TCP的可靠性的体现:

1.tcp的差错控制

TCP差错控制的三种方式
1.校验和
2.确认 收损伤的数据段 丢失的数据段 重复的数据段 失序的数据段 确认的丢失
3.超时

2.tcp的计时器

重传计时器–为了控制丢失的数据段 坚持计时器–为了防止零窗口死锁 保活计时器–防止两个TCP之间的连接长时间的空闲
时间等待计时器–连接终止期间使用的 在发送了最后一个ACK后,不立即关闭连接,而是等待一段时间,保证能接收到重复的FIN数据段

TCP的应用
在这里插入图片描述
UDP User Datagram Protocol
用户数据报协议
不可靠的、无连接的服务
传输效率高

UDP的封装格式在这里插入图片描述
UDP没有流控机制
UDP只有校验和来提供差错控制
需要上层协议来提供差错控制:例如TFTP协议(69 简单文件传输协议)

如何查看服务器或者路由器或者交换机的流量?
linux服务器里
dstat 是linux里的系统性能监控命令
cpu、内存、磁盘IO、网络流量
yum install dstat -y

iftop 实时显示和其他电脑连接传输的速度
yum install epel-release -y
yum install iftop
iftop
iptraf-ng 实时显示和其他电脑连接传输的速度,和iptop非常相似
yum install iptraf -y
iptraf
glances 显示网络流量,cpu,内存,磁盘IO,进程
yum install glances -y
glances

什么是WLAN?

以无线电波、激光、红外线等来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介,就构成了无线局域网WLAN(Wireless LAN)
无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份

WLAN的优点
安装便捷:无需布线,组建网络过程简单
使用灵活:在无线信号覆盖区域内,任何位置都可以接入网络
经济节约:节省网络中线缆费用
易于扩展:只要确保网络可以覆盖面积和带宽,用户随时接入,不再因信息点的个数受限制

WLAN的不足
安全性的缺陷:信号的扩散,数据的安全
标准之争
WI-FI
wi-fi是(Wireless Fidelity)无限保真的意思
实质是一种商业认证,同时也是一种无线网络互连技术
WAPI
WAPI(无线局域网认证和保密基础结构)是一种安全协议
同时也是中国无线局域网安全强制性标准

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