TCP/IP协议-3

运维

运输层简介

向应用层提供服务，同时接受来自网络层的服务。
网络层负责计算机级别的主机到主机之间的通信，运输层负责进程到进程之间的通信。

运输层服务

端口

完成进程到进程之间通信有很多方法，最常见的方法是客户-服务器范式。
主机通过ip来定义自己的位置，那进程就通过端口号来定义自己。
客户端的端口号一般为临时端口号，大于1023，小于65535。因为客户端是主动发起请求的一端，请求完毕之后，该端口号就没用了，而在整个请求过程中，这个端口号和服务器的知名端口号进行通信。服务器的端口号不能为临时端口号，因为成千上万个客户端需要请求服务。也有例外，服务器使用临时端口号，那客户进程每次都要发送一个分组来获取这个端口号。
ICANN定义的范围

• 熟知端口号，0-1023，由ICANN指派和控制。
• 注册端口，1024-49151，不指派也不控制，但是必须在ICANN注册，以防止重复
• 动态端口号，49152-65535，既不指派，也不注册。
  在文件/etc/services有定义

封装和解封

封装在发送方，解封在接受方。如果接受方需要对收到的报文进行响应，那么发送方的套接字地址也要一起递交给该进程。

复用和分用

客户端的多个不同的进程同时请求服务，这时候运输层就起到了复用器的作用。一台服务器同时收到多个数据包，运输层就起到了分用器的作用，将请求报文交付给不同的进程。

流量控制

发送方的应用层属于生产者，传输层即属于消费者也属于生产者：消费来自应用层的数据，进而分装生产数据包。
一般的流量控制是缓存：接收方和发送方的网络层各有一个缓存，其实就是保存分组的一个存储器。而流量控制的通信可以从消耗者向生产者发送信号来实现。
当发送方的运输层缓存满时，它就通知应用层停止传递报文块，当又有了空位的时候，就通知应用层可以再次传递报文了。接收方的缓存满了，会通知发送方停止，等有空间的时候，会通知发送方继续发送。如果只有一个存储位置，设计起来就很简单，但是效率会很低

差错控制

因为网络层是不可靠的。所以运输层需要加入差错控制来实现其可靠性。序号和确认号
流量控制涉及到了传输层和应用层，但是差错控制只涉及到传输层，因为传输层对上层保证正确。

• 检测并丢弃损坏的分组。
• 跟踪丢失和丢弃的分组并重传。
• 识别重复的并丢弃
• 保存时序到达的分组，直到丢失的分组全部抵达。

流量控制和差错控制的组合

当为分组的发送而做准备时候，可疑使用存储器中下一个空白位置的编号x作为该分组的序号。分组一旦被发送，他的一个副本就存在存储器的x位置，直到收到另一端的确认。这个分组副本就会被清除。
在接收方，当序号y的分组到达，知道上层应用层确认接收他，同时发送一个确认分组给发送方。
滑动窗口

拥塞控制

• 开环拥塞控制，在拥塞之前采取的一系列策略。
• 重传策略，不好的重传策略有时候会增加拥塞的成都
• 窗口策略
• 确认策略，也就是接收方不是对每一个分组都要确认，这个可以减慢发送速率。或者在在一个计时器到期时候发送确认，或者对N组分组发送一个确认（确认也是网络负担的一部分）。

运输层协议

下面从一个简单协议开始，逐渐过度到复杂的UDP/TCP协议。

简单协议

一个非常简单的协议：发送方和接收方的运输层处于准备好的状态，当发送方的应用层的一个请求过来，发送方状态机封装成一个分组，然后将这个分组发送给接收方状态机，然后自己再次处于准备好的状态。接收方状态机也总是处于准备好的状态，直到有数据到来，解封数据，交付给上层。
这算是一个简单的协议，没有差错控制，没有流量控制

停止等待协议

面向连接的协议，停止等待协议，这里使用了流量控制和差错控制。
这一章好好看书吧，讲得太精彩了
从简单的无连接的协议，一直分析到了复杂的面向连接的双向通信的协议的

用户数据报协议

UPD就是在IP基础上增加了进程到进程之间的通信，不再是主机到主机的通信，其他的没啥了

UDP服务

无连接的服务
UDP是非连接的，更无法保证有序到达，所以发送的数据报不要太大，这样TCP会分成多个分组出去。使用短报文的推荐使用，起码要小于65507（65535-8个UDP首部-20个IP）。
流量控制
没有，所以有可能会溢出报文（丢了就丢了，反正每个报文之间也没关系）。如果真想做流量控制，那就在进程里面做吧（估计没人这么整）。
差错控制
同上，

传输控制协议TCP

2msl

• 客户端发送最后一个ack之后，如果在传输过程中丢失，那服务器会认为客户端没有收到最后一个fin，他会重传，重传的fin外加前面一个ack，总共往返了一次，所以需要2被的msl
• 客户端结束进程之后，再次启动客户端时候使用的套接字对和前一次完全一直，则服务器会误以为是前一次的包。所以必须等到2msl时间后，才能再次启动。如果初始化需要大于前一次连接最后一个序号，就会忽略这个规则。

拥塞控制
慢开始，指数增大，当达到门限值时候，就启动加法增大（拥塞避免算法）。如果发生了拥塞，采用的方法是乘法减小

应用层简介