目录

1. TCP协议和UDP协议
2. TCP首部
3. TCP连接管理
4. UDP首部

1. TCP协议和UDP协议

• TCP协议：面向连接的、可靠的流协议，实行“顺序控制”或“重发控制”机制，具备“流量控制”、“拥塞控制”、提高网络利用率等功能
• UDP协议：面向无连接的、不具有可靠性的数据报协议，不保证消息一定会到达
• 端口号：用来识别同一主机中不同的应用程序，也被称为程序地址，通过源IP地址、目标IP地址、协议号、源端口号、目标端口号同时进行通信识别

2. TCP首部

TCP首部

• 源端口：16 bit，发送数据的源进程端口
• 目的端口：16 bit，接收数据的进程端口
• 序号：32 bit，代表当前TCP数据段第一个字节占整个字节流的相对位置
• 确认号：32 bit，代表接收端希望接收的数据序号，为上次接收到数据报的序号+1，当ACK标志位为1时才生效
• 数据偏移：4 bit，实际代表TCP首部长度，最大为60字节
• SYN：同步标志，用于数据同步
• ACK：确认标志，ACK=1时确认号才有效
• FIN：结束标志，用于发送端提出断开连接
• URG：紧急标志，URG=1是紧急指针有效
• PSH：指示接收方立即将数据提交给应用层，而不是等待缓冲区满
• RST：重置连接
• 窗口值：16 bit，标识接收方可接受的数据字节数
• 校验和：16 bit，用于检验数据完整性
• 紧急指针：16 bit，只有当URG标识位为1时，紧急指针才有效。紧急指针的值与序号的相加值为紧急数据的最后一个字节位置。用于发送紧急数据

3. TCP连接管理

• 描述：数据通信之前，通过TCP首部发送SYN包作为建立连接的请求并等待确认应答，在通信结束时会发送FIN包进行断开连接处理，一个连接的建立与断开正常至少需要来回发送7个包才能完成
• TCP连接的建立：三次握手
  连接的建立
• TCP连接的释放：四次挥手
  连接的释放
• 超时重传：在发送某一个数据以后就开启一个计时器，在一定时间内如果没有得到发送的数据报的ACK报文，那么就重新发送数据，直到发送成功为止。
• 滑动窗口：发送窗口只有收到对端对于本段发送窗口内字节的ACK确认，才会移动发送窗口的左边界。接收端可以根据自己的状况通告窗口大小，从而控制发送端的接收，进行流量控制。
• 拥塞控制：TCP拥塞控制4个核心算法包括慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复

慢开始：先探测一下网络的拥塞程度，也就是说由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小
拥塞避免：让拥塞窗口缓慢增长，即每经过一个往返时间RTT就把发送发的拥塞窗口cwnd加1，而不是加
         倍。无论是在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞，就把慢开始门
         限设置为出现拥塞时的发送窗口大小的一半。然后把拥塞窗口设置为1，执行慢开始算法。
快重传：发送方只要一连收到3个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段，而不必继续等待设置
       的重传计数器时间到期
快恢复：把拥塞窗口大小设置为慢开始门限减半后的数值，然后开始执行拥塞避免算法（“加法增大”），
       使拥塞窗口缓慢地线性增大

4. UDP首部

UDP首部

• 端口号：用来表示发送和接受进程。由于IP层已经把I P数据报分配给TCP或UDP（根据IP首部中协议字段值），因此TCP端口号由TCP来查看，而UDP端口号由UDP来查看。TCP端口号与UDP端口号是相互独立的
• 长度：UDP长度字段指的是UDP首部和UDP数据的字节长度
• 检验和：UDP检验和是一个端到端的检验和。它由发送端计算，然后由接收端验证。其目的是为了发现UDP首部和数据在发送端到接收端之间发生的任何改动