本文主要简单介绍一下传输层TCP、UDP协议，包括TCP的拥塞控制、拥塞避免，快重传和快恢复
1、传输层简介
1.1、传输层功能
- 为相互通信的应用进程提供了逻辑通信
- 网络层提供主机之间的逻辑通信
1.2、TCP、UDP简介
- TCP：传输的文件较大，需要对文件进行分段，建立会话，可靠传输，可以实现流量控制
- UDP：一个数据包就能够完成数据通信，不需要分段，不需要建立会话，不可靠传输，不需要流量控制
- 域名解析就是典型的UDP协议，QQ聊天就是UDP。QQ传文件是TCP，邮件为TCP，FTP为TCP。（前面讲到的视频讲课，所有的学生都能看到老师的视频，老师的数据通过广播在网上发，实际使用的是UDP）
1.3、传输层协议与应用层协议之间的关系
- TCP/UDP + 端口号，就是应用层协议
- http协议=TCP+80端口，https=TCP+443，RDP（远程桌面）=TCP+3389，ftp=TCP+21，共享文件夹=TCP+445，SMTP=TCP+25，POP3=TCP+110，
- Telnet=TCP+23，DNS=UDP+53
1.4、服务和应用层协议之间的关系
- 服务使用TCP或UDP的端口侦听客户端请求
- 客户端使用IP地址定位服务器，使用端口号定位服务
- 可以在服务器网卡上设置，只开放特定端口号，实现服务器网络安全
2、UDP
2.1、UDP主要特点
- 无连接
- 不保证可靠
- 面向报文，无拥塞控制，很适合多媒体通信要求
- 支持一对一、一对多、多对一和多对多交互
- 首部开销小，只有8字节
2.2、UDP首部
- 首部只有8个字节，伪首部是从网络层拿到的信息，主要为了计算检验和
- 长度是首部+数据总长度
检验和的计算方法如下：
3、TCP
3.1、TCP特点
- 面向连接
- 只能一对一
- 可靠传输
- 全双工
- 面向字节流
3.2、TCP 首部格式
- 序号：每段数据的第一个字节是整个数据的第几个字节
- 确认号：需要发送的下一个数据段的首字节号
- 数据偏移：首部中的一个1代表4个字节，数据偏移代表TCP首部一共有多长
- URG：紧急标志位，标记为1后，在缓存里不排队，直接传递
- ACK：为1时，确认号才有效，为0时确认号无效
- PSH：接收到数据时，不需要排队
- RST：为1代表会话出错，需要重新建立连接（打开浏览器时，点了×）
- SYN：同步的时候，SYN为1，SYN攻击，发送多个建立TCP连接的无效报文
- FIN：断开连接时使用
- 窗口：建立连接时，相互告诉对方各自的窗口大小，以及接收的最大数据包大小
- 校验和：（和UDP一样，需要添加伪首部）
- 紧急指针：URG为1时，该字段才起作用，表示紧急数据结束的位置
3.3、TCP可靠传输
- 超时重发
- 停止等待协议：优点简单，缺点信道利用率低
- 流水线传输：发送方连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停顿下来等待对方确认。
- 滑动窗口实现可靠传输：TCP每发送一个报文，就对这个报文设置一个计时器，只要计时器设置的重传时间到，但是还没有收到确认，就要重传这一段报文
3.4、TCP流量控制
接收端处理数据不及时，给发送端回复中，调小发送窗口，实现流量控制
3.55、TCP拥塞避免
1. 拥塞控制所起的作用：
2. 慢开始和拥塞避免
- 发送方维持拥塞窗口cwnd，只要网络没有拥塞，cwnd就会增加一些，只要网络出现拥塞，cwnd就会减小一些。
慢开始的原理如图所示
慢开始和拥塞避免算法如下：
当出现网络拥塞的时候，慢开始门限更新为当前拥塞窗口（cwnd）的一半。
3. 快重传算法
正常情况下，发送n个数据包，接收端给个确认信号，让发送端接着发送第n+1个数据包。如果第k个数据包丢了，接收端发现以后，立刻给发送端回复3个确认信息，让其重传k，而不是等到n个数据包接收到以后再重传。
4. 快恢复算法
当发送端接收到连续3个相同的确认信号时，执行拥塞避免算法，从新的慢开始门限处的发送窗口大小，进行快恢复。
5. 发送窗口的实际大小
发送窗口的上限值= Min(rwnd, cwnd)，其中rwnd是接收端的接收窗口大小
3.6、TCP连接管理
3.6.1、TCP连接建立过程
3.6.2、TCP连接断开过程
