计算机网络之传输层协议

目录

一.传输层协议内容

二.TCP协议

1.TCP协议概念

2.TCP协议报文格式

3.TCP协议特点

4.TCP连接的三次握手

5.常见的TCP协议及其对应端口号

三.UDP协议

1.UDP协议的特点

2.常见的UDP协议及其端口号

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一.传输层协议内容

1.TCP协议（传输控制协议)

2.UDP协议（用户数据协议）

二.TCP协议

1.TCP协议概念

TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

2.TCP协议报文格式

端口号：1.源端口（Source Port）：16位，指示发送端应用程序使用的端口号。

              2.目的端口（Destination Port）：16位，指示接收端应用程序期望接收的端口号。二者与IP首部里的源IP和目标IP，可唯一确定一个连接。

序列号（Sequence Number）：32位，本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中，所传送字节流的每个字节都会按顺序编号 。

确认号（Acknowledgment Number）：32位，接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号，其值是接收方即将接收到的下一个序列号，即下一个接收到的字节的序列号加1。只有ACK标识为1时，此字段有效。

数据偏移（首部长度）：4位，指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段起始处的距离，以32位（4字节）为计算单位。若无选项字段，正常为20字节，最大为60字节。

保留字段（Reserved）：6位，为TCP将来发展预留空间，目前必须全部为0 。

标志位字段：共6位6个标志，设置为1时有效。

• URG：（紧急位）紧急指针有效标识，为1时表示紧急指针有效，告知系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送。
• ACK：（确认位）确认序号有效标识，为1时确认号字段才有效。
• PSH：（急切位）推送标识，为1时要求接收方尽快将报文段交给应用层。
• RST：（重置位）重建连接标识，为1时表明TCP连接中出现严重错误，必须释放连接，然后重新建立连接。
• SYN：（同步位）同步序号标识，用来发起一个连接。当SYN = 1而ACK = 0时，表明这是一个连接请求报文段。
• FIN：（断开位）为1时表示发送方完成了数据发送 ，请求断开连接。

窗口大小（Window Size）：16位，表示从Ack Number开始接收方还可以接收多少字节的数据量，也表示当前接收端的接收窗口剩余空间，用于TCP的流量控制 。

TCP校验和（TCP Checksum）：16位，用于确认传输的数据是否有损坏。发送端基于数据内容校验生成一个数值，接收端根据接收的数据校验生成一个值，两个值相同才能证明数据有效。

紧急指针（Urgent Pointer）：仅当URG控制位为1时才有意义，指出本数据段中为紧急数据的字节数 。

可选项（Option）：长度不定，但必须是32位的整数倍，内容不确定，如最大段大小（MSS）等。

3.TCP协议特点

• TCP是面向连接的协议

• TCP是面向字节流的协议

• TCP的一个连接有两端，即点对点通信

• TCP协议传输速度虽然慢但能提供可靠的传输服务（错误重传机制）

• TCP协议提供全双工通信（每条TCP连接只能一对一）

• TCP是半关闭的协议

4.TCP连接的三次握手

第一次握手：pc1发送一个序号为 x  同步位为1 的请求建立连接的报文；

第二次握手：pc2收到请求建立连接的报文，会回复一个序号为y，同步位为1 ，确认位为1，确认号为x+1的同意建立连接的报文；

第三次握手：pc1收到同意建立连接的报文后，会回复一个序号为x+1，确认位为1，确认号为y+1的确认报文。

5.常见的TCP协议及其对应端口号

HTTP（超文本传输协议）：用于在Web浏览器和Web服务器间传输数据，保障网页快速准确传输与显示，如访问各类网站 。（端口号:80)

FTP（文件传输协议）：实现客户端和服务器间文件传输，支持上传和下载 。（端口号:20 21)

SMTP（简单邮件传输协议）：负责邮件客户端和邮件服务器间邮件传输 。 （端口号:25)

Telnet（远程终端协议）：能在本地计算机通过网络连接远程计算机，进行远程操作管理。但安全性低，逐渐被SSH取代 。（端口号:23)

SSH（安全外壳协议）：在本地和远程计算机间建立安全加密连接，用于远程访问和管理，比Telnet更安全 。 （端口号:22)

三.UDP协议

1.UDP协议的特点

• UDP是无连接协议

• UDP协议传输速度快但不能保证可靠的交付数据，容易丢失数据

• UDP协议是面向报文传输的

• UDP协议没有拥塞控制

2.常见的UDP协议及其端口号

SNMP（简单网络管理协议）：用于远程监视和管理网络设备，管理员可借此监控网络设备状态、性能等信息 。 （端口号:161)

TFTP（简单文件传输协议）：在网络上进行简单的文件传输，常用于小型文件传输或对可靠性要求不高的场景 。 （端口号:69)

DHCP（动态主机配置协议）：自动分配IP地址和其他网络配置信息，让设备快速接入网络 。 （端口号:67 68)

NTP（网络时间协议）：用于同步网络中设备的时间，确保设备时间一致 。（端口号:123)