运输层(segment)

• 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)
• 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)

UDP

• 无连接
• 不可靠交付
• 面向报文
• 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
• 首部开销小

TCP

• 面向连接
• 可靠交付
• 面向字节流
• 一对一全双工通信

进程间通信

• TCP连接::={socket1,socket2}={(IP1:port1),(IP2:port2)}

端口(port number)

• 客户端->临时端口号
• 服务器->知名服务端口号(/etc/services)

序号(sequence number)

• A->B,A发送数据->B
• ISN(Initial Sequence Number,初始序号值)+offset

确认号(acknowledgement number)

• A->B,A确认接收<-B
• 接收的TCP报文段的序号值+1

标志位(TCP flags)

• ACK(确认报文段)
• SYN(同步报文段)
• FIN(结束报文段)

窗口(windows size)

• 接收通告窗口(Receiver Window,RWND)

校验和(checksum)

• CRC(首部+数据)

TCP可靠传输

TCP超时重传

• RTO(Retransmission Timeout,重传超时时间)
• RTT(Round Trip Time)->重传的多义性问题
• Karn算法
  • 新RTO=2*旧RTO(重传)
  • base(RTO,RTT)(未重传)

TCP滑动窗口

TCP流量控制

TCP拥塞控制

• 发送方维持一个叫作拥塞窗口cwnd(congestion windows)的状态变量
• 慢开始门限ssthresh状态变量

慢开始(slow-start)

• cwnd < ssthresh
• 发送方每收到一个确认就把窗口cwnd+1个最大报文段的MSS的数值
• 指数规律增长

拥塞避免(congestion avoidance)

• cwnd > ssthresh
• 线性规律增长

快重传(fast retransmit)

• 让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失

快恢复(fast recovery)

• 从连续收到3个重复的确认转入拥塞避免

TCP运输连接管理

为什么建连接要3次握手

• 全双工
• ISN
• SYN-ACK
• 防止已失效的连接请求报文段

为什么断连接要4次挥手

• 全双工
• FIN-ACK

半关闭状态(FIN_WAIT_2)

2MSL等待状态(TIME_WAIT)

• 最长报文段寿命MSL(Maximum Segment Lifetime)
• 防止最后一次握手的数据报没有传送到对方那里而准备的
• 防止已失效的连接请求报文段

网络编程

网络字节序与主机序

CPU->主机序

• C/C++->CPU
• Java->Big Ending
• 网络协议->Big Ending->网络字节序