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计算机网络八股文--day4 --传输层TCP与UDP

news 来源：原创 2025/5/6 17:21:39

这是面试中最常考到的一层：端到端（也就是进程之间）的透明数据传输服务，差错控制和流量控制
该层呈上启下，像上面的资源子网提高服务，并使用下面通信子网的服务

端口，用于唯一标识主机上进程的，只有本地意义，通常与IP配合形成socket（套接字）
这里举出一些常用端口号（熟知端口号）
   FTP：文件传输协议 21
   TELNET：远程登录协议 23
   SMTP：邮件协议 25
   DNS：域名解析协议 53
   TFTP：简单文件传输协议 69
   HTTP：超文本传输协议 80

主要协议只有两个，TCP和UDP
UDP较为简单：通常考的是TCP和UDP的区别
这里先简要介绍一下UDP

1. UDP：无连接，不可靠，开销小，实时好：数据传输可靠性由应用层负责
   8B首部：包含源端口，目的端口，UDP长度，16位校验和（二进制反码求和），每个16位
   由于头部简单，故没有什么偏移量的东西，所以UDP传输的数据不可拆分。
   如果在接收端发现UDP出现差错，直接丢弃就可以了
   那这里就就需要讲解以下UDP校验和的机制了
       首先会给UDP报文段添加一个伪首部
       这个内部包括源IP，目的IP，一字节0，自己使用的端口17，以及UDP长度
       然后进行二进制反码求和再取反，（三部分一起，包括伪首部，首部，数据部分）
       数据部分不足，补0，如果校验和结果为0，那么用全1填充，不想使用校验和，该段为全0

然后就是传输层的难点，TCP了
2. TCP：面向连接服务，面型字节流，开销大，可靠，可以保证按序的交付
   头部为20B（固定长度）（最大可为60字节（可变部分最大为40字节））：
       源端口，目的端口
       序号：当前报文的序号
       确认号：期待下次发送的报文
       数据偏移：以4字节为单位，标识首部长度，就是数据相对于起始位置的长度
       URG：紧急位，当URG等于1时表示紧急指针有效
       ACK：表示确认号有效
       PSH：表示接收方立即将数据传递给上层应用
       RST：当RST=1时，表示TCP连接出现严重差错，需要重新建立连接
       SYN：同步位
       FIN：终止位
       窗口：指明自己的接收窗口大小，以字节为单位
       校验和：这个和UDP用法一致，这里不再做介绍
       紧急指针：同URG配合使用，指向紧急数据

然后就是TCP最常考的问题
TCP三次握手和四次挥手：具体流程用图片展示，这里为解释
   1.三次握手
       最初服务器和客户端都处于关闭状态，随后服务器开启，监听连接请求
       客户端主动开启，向服务器发送连接请求，发送后状态为同步已发送（syn-sent）
       服务器接收到连接请求，发送响应，状态转为同步已收到（syn-rcvd）
       客户端收到响应，进行回复，状态转为连接建立
       服务器收到响应，状态转为连接建立

   2.四次挥手
       首先客户端主动关闭（双方均可）发送挥手请求，状态转为终止等待1（fin-wait1）
       服务器收到请求，发送响应，转为关闭等待(close-wait)，此时服务器仍然可以向客户端发送没有发完的数据
       客户端收到回复，进入终止等待2
       服务器发完数据，进入最后确认（last-ack）
       客户端收到服务器最后发完的数据，进行回复确认，随后进入时间等待（time-wait）
       服务器收到回复确认，关闭
       客户端等待2MSL（最大报文段寿命）后进行关闭