湖科大计网：传输层

一、传输层概述

一、基本概念

传输层是端到端的协议。

因特网的两种不同的传输层协议：

TCP：面向连接

UDP：无连接

我们在学习的过程中，只需要关注传输层之间的通信，不需要关注传输层协议数据是经过路由器转发至目的网络，如果经过数据链路层和物理层在目的网络中传递的。只需要关注两主机之间产生的关系即可。

二、传输控制协议TCP

一、TCP和UDP的对比

TCP（transmission control protocol）：传输控制协议

UDP（user datagram protocol）：用户数据报协议

一、数据传输方式

TCP是面向连接的可靠传输

UDP是无连接的不可靠传输

二、单播、多播、广播的支持

三、对应用报文的处理

UDP是面向应用报文的，既不合并也不拆分，从应用层来的报文直接封装，发送。

TCP是面向字节流的，并且发送方和接收方不一定使用同样大小的数据块，只需确保字节流是一样的即可，TCP是全双工通信的。

四、为上层提供的服务

UDP由于提供的是无连接不可靠传输服务，适用于实时应用。

五、数据报首部

UDP数据报；TCP段文报

二、TCP的流量控制

TCP以报文段为单位传输，两主机建立连接，A有发送窗口，B有接收窗口。

累积确认，超时重传。

注意，在接收到确认帧之后，就会按规则移动发送窗口，调整发送窗口大小。

三、TCP的拥塞控制

        实际上的发送窗口大小=min{拥塞窗口大小，接收方的窗口大小}。

        实际上就是刚开始拥塞窗口大小为1，然后按照慢启动算法和拥塞避免算法计算拥塞窗口大小，如果出现“拥塞”：

        两种情况：

①超时：则将慢启动阈值减半，拥塞窗口从1开始

②收到三个重复确认：将慢启动阈值减半，拥塞窗口=阈值 ；

注意：慢启动算法按指数增加，即1->2->4->8->16->32....

拥塞避免算法按线性增加，即ssthresh->ssthresh+1->ssthresh+2->ssthresh+3....

四、TCP超时重传时间的选择

直接按停等协议考虑了==

注意是每发送一个报文段都会重新计算一个超时重传时间，具体表现为，收到一个确认报文则计算（此时同时发送一个TCP报文段），超时重传的时候也会发送一个报文段，这个时候也会重新计算。

每一步都需要记住的值：RTTs（平滑往返时间smooth）,RTTD,RTO

只有第一步进行特殊处理，之后的每一步都按照公式计算。

并且除了重传的ROT使用原来的ROT计算，其余的ROT都是用本次RTTS和RTTD计算的

重传时，原来的RTTs和RTTD不变，ROT变为原来的两倍。

五、TCP的可靠传输

TCP将上层的字节流，封装在TCP报文段中，TCP报文段增加了一个TCP首部，我们考虑的是实际传输的数据载荷部分。

注意TCP的滑动窗口协议与选择重传协议的区别：

TCP滑动窗口，是累积确认的，而且会进行流量控制，确认时自己的窗口大小给发送方；确认的窗口号是接下来想要接收的，而SR是最后一个接受到的。

其他的很像，比如乱序接收，按序发送，超时重传。

六、TCP的运输连接管理

一、TCP的连接建立

A首先发送的是一个序号为seq=x（消耗一个序号），B发送一个ack=x+1的确认，并且对于B来说这个确认报文段的序号是任意的，A随即回礼ack=y+1,seq=x+1（之前消耗了一个）。

二、TCP的连接释放

七、TCP首部格式

我们会发现一个TCP报文段中包含了本次要传给接收方的数据，以及数据的序号，同时包含了对接收方发来的数据的一个确认！（全双工嘛）

数据偏移字段指的是首部的大小，以四字节为单位取值。

序号字段是指本次TCP报文段数据载荷部分的首字节流的序号。

窗口 是指 控制发送方的窗口大小！

URG和PSH都是接受到了就将报文段直接向上交付。

同步SYN是三报文握手时需要用到的，

终止FIN是四报文挥手时需要用到的，发送方想断开连接，接收方用FIN表示自己已经发送完毕，继续进一步释放连接。

三、总结