传输层

传输层

1.传输层概述

  为应用层提供通信服务使用网络层的服务

  • 功能

  1、传输层提供进程和进程之间的逻辑通信

  2、复用和分用

  3、传输层对收到的报文进行差错检测

  4、传输层的两种协议

  • 两种协议
  • 传输层的寻址与端口

  复用:应用层所有的应用进程都可以通过传输层再传输到网络层

  分用:传输层从网络层收到数据后交付指明的应用进程

  逻辑端口/软件端口:端口是传输层的SAP,标识主机中的应用进程

  端口号只有本地意义,在因特网中不同计算机的相同端口是没有联系的,端口号长度为16bit,能代表65536个不同的端口号

2.UDP协议

  UDP只在IP数据报服务之上增加了很少功能,即复用分用和差错检测功能

  • UDP的主要特点

  1、UDP是无连接的,减少开销和发送数据之前的时延

  2、UDP使用最大努力交付,即不保证可靠交付

  3、UDP是面向报文的,适合一次性传输少量数据的网络应用

  4、UDP无拥塞控制,适合很多实时应用

  5、UDP首部开销小,需要8B,而TCP需要20B

  • UDP首部格式
  • UDP校验

  数据部分需要满足2B的倍数即可

3.TCP协议

  • TCP特点

  1、TCP是面向连接(虚连接)的传输层协议

  2、每一条TCP连接只能有两个端点,每一条TCP连接只能是点对点的

  3、TCP提供可靠交付的服务,无差错、不丢失、不重复、按序到达。(可靠有序,不丢不重)

  4、TCP提供全双工通信:

  发送缓存——准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据

  接收数据——按序到达但尚未被接受应用程序读取的数据&不按序到达的数据

  5、TCP面向字节流——TCP吧应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流(流:流入到进程或从进程流出的直接序列)

  • TCP报文段首部格式(☆)

  数据部分需要填充至满足4B的倍数即可

4.TCP连接管理

  TCP连接的建立采用客户服务器方式,主动发起连接建立的应用进程叫做客户,而被动等待连接建 立的应用进程叫服务器

  • TCP的三个阶段
  • TCP的连接建立

  假设运行在一台主机(客户)上的一个进程想与另一台主机(服务器)上的一个进程建立一条连接,客户应用 进程首先通知客户TCP,他想建立一个与服务器上某个进程之间的连接,客户中的TCP会用以下步骤与服务器中 的TCP建立一条TCP连接

  • SYN洪泛攻击

  SYN洪泛攻击发生在OSI第四层,这种方式利用TCP协议的特性,就是三次握手。攻击者发送 TCP SYN,SYN是TCP三次握手中的第一个数据包,而当服务器返回ACK后,该攻击者就不对 其进行再确认,那这个TCP连接就处于挂起状态,也就是所谓的半连接状态,服务器收不到 再确认的话,还会重复发送ACK给攻击者。

  这样更加会浪费服务器的资源。攻击者就对服务 器发送非常大量的这种TCP连接,由于每一个都没法完成三次握手,所以在服务器上,这些 TCP连接会因为挂起状态而消耗CPU和内存,最后服务器可能死机,就无法为正常用户提供 服务了。

  • TCP的连接释放

5.TCP可靠传输

  • 序号

  序号保证了报文有序的传输

  • 确认
  • 重传

  确认重传不分家,TCP的发送方在规定的时间(重传时间)内没有收到确认就要重传已发送的报文段。(超时重传)

  • 冗余ACK(冗余确认)

  为了在超时事件发生之前就可以知道发送方有没有丢失这种报文段,然后尽快的重传,因此冗余ACK产生

  每当比期望序号大的失序报文段到达时,发送一个冗余ACK,指明下一个期待字节的序号,例如:

  发送方已发送1,2,3,4,5报文段

  接收方收到1,返回给1的确认(确认号为2的第一个字节)

  接收方收到3,仍返回给1的确认(确认号为2的第一个字节)

  接收方收到4,仍返回给1的确认(确认号为2的第一个字节)

  接收方收到5,仍返回给1的确认(确认号为2的第一个字节)

  发送方收到3个对于报文段1的冗余ACK——> 认为2报文段丢失,重传2号报文段( 快速重传)

6.TCP的流量控制(☆)

  流量控制:让发送方慢点,要让接收方来得及接收,其中TCP利用滑动窗口机制实现流量控制

  在通信过程中,接收方根据自己接收缓存的大小,动态地调整发送方的发送窗口大小,即接收窗口rwnd(接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方),发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值

  • 场景模拟

  A向B发送数据,连接建立时,B告诉A:“我的rwnd=400(字节)”,设每一个报文段100B,报文段序号初始值为1

7.TCP拥塞控制(☆)

  出现拥塞的条件:对资源需求的总和>可用资源

  • 拥塞控制四种算法
  • 慢开始和拥塞避免
  • 快重传和快恢复

传输层
https://one-null-pointer.github.io/2022/12/03/计算机网络九/
Author
liaoyue
Posted on
December 3, 2022
传送口