「网工小白必备」全网最详细的网络基础分解与解析(2)

1. 传输层

1.1. 前言

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1.2. 传输层概述

传输层提供端到端的连接

网络层提供点到点的连接

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1.3. 传输层端口

端口号用来区分不同的网络服务

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端口号的范围0-65535(2的16次方)

0-1023,公认端口号(知名端口号)

1024-49151,注册端口

49152-65535,动态端口

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1.4. 传输层协议

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1.4.1. TCP协议

TCP协议头部

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整个TCP头部一共20个字节

Source Port:源端

Destination Port:目的端口

Sequence Number:顺序号码

Acknowledge Number:确认号码

Header Length;报头长度

Resv:保留字段

Flag:标志字段

Window:窗口,用于流量控制

Checksum:校验字段

Urgent Pointer:紧急位

Options:可选字段

位码即tcp标志位,有6种标示:

SYN(synchronous建立联机) :请求建立连接,我们把含有SYN标识的报文称为同步报文段

ACK(acknowledgement确认) :标识确认序列号是否有效

PSH(push传送) :用来提示接收端应用程序立刻将数据从TCP缓冲区读走

FIN(finish结束) :通知对端,本端即将关闭。我们把含有FIN标识的报文称为结束报文段

RST(reset重置) :请求重新建立连接,我们把含有RST标识的报文称为复位报文端

URG(urgent紧急):标识紧急指针是否有效

TCP会话的建立----三次握手

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1. 第一次握手:主机A发送位码为syn=1(表示要求建立连接),随机产生seq number的数据包到主机B

2. 第二次握手:主机B收到请求后要确认联机信息,向A发送ack number=(主机A的seq+1),同时syn=1,ack=1,随机产生一个seq number的数据包发送给A

3. 第三次握手:主机A收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1,若正确,主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1),ack=1,主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功

TCP会话的确认

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上图给出了主机A分2次(分2个数据包)向主机B传递200字节的过程。首先,主机A通过1个数据包发送100个字节的数据,数据包的 Seq 号设置为 1200。主机B为了确认这一点,向主机A发送 ACK 包,并将 Ack 号设置为 1301

为了保证数据准确到达,目标机器在收到数据包(包括SYN包、FIN包、普通数据包等)包后必须立即回传ACK包,这样发送方才能确认数据传输成功。

此时 Ack 号为 1301 而不是 1201,原因在于 Ack 号增加了传输数据的字节数。假设每次 Ack 号不加传输的字节数,这样虽然可以确认数据包的传输,但无法明确100字节全部正确传递还是丢失了一部分,比如只传递了80字节。

因此按如下的公式确认 Ack 号:seq+传递的字节数+1

TCP的流量控制

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1. 接收端将自己可以接收的缓冲区大小放入 TCP 首部中的 “窗口大小” 字段, 通过ACK端通知发送端;窗口大小字段越大, 说明网络的吞吐量越高
接收端一旦发现自己的缓冲区快满了, 就会将窗口大小设置成一个更小的值通知给发送端;发送端接受到这个窗口之后, 就会减慢自己的发送速度

2. 如果接收端缓冲区满了, 就会将窗口置为0; 这时发送方不再发送数据, 但是需要定期发送一个窗口探测数据段, 来查看接收端是否有窗口有容量来接收数据

窗口大小决定了在收到确认前可以发送的字节数


TCP会话的拆除----四次握手

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TCP的连接的拆除需要发送四个包,因此称为四次挥手

由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭

TCP的四次挥手

1. 客户端A发送一个FIN,用来关闭客户A到服务器B的数据传送。

2. 服务器B收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1。

3. 服务器B关闭与客户端A的连接,发送一个FIN给客户端A。

4. 客户端A发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1。

1.4.2. UDP协议

UDP协议头部

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UDP头部共8个字节,传输数据时没有确认机制

Source Port:源端口

Destination Port:目的端口

Header;报头长度

Checksum:校验字段


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