运输层的（de）作用

运输层向它上面的应用层提供通信服务（提供（gòng）端到端，进程到进程的可靠（kào）通（tōng）信），为运行在（zài）不同 host 上（shàng）的进程提（tí）供逻辑通信，向高层用户屏蔽通信子网（wǎng）的细（xì）节

2.UDP 和 TCP 的特（tè）点，及使用（yòng）它们（men）的应用程序，熟知（zhī）端口（kǒu）号

UDP 和 TCP 的特（tè）点：

UDP

支持单（dān）播、多播、广播（bō）

无连接（jiē），不（bú）可（kě）靠

可以（yǐ）任何速率发送数据

TCP

仅单播（bō），不支持（chí）多播、广（guǎng）播（bō）

面向（xiàng）连接，可靠按序（xù）

流量（liàng）控制（zhì）（发送速（sù）率不超过接收方（fāng）的接收能力）

拥塞控制（网络过载时限制发送（sòng）方的发送速率）

及使用它们（men）的（de）应用程（chéng）序：

熟知端口号：

3.UDP：首部格式，检验和

首部（bù）格式：

检验和：

发送端：

先（xiān）设置检验和字段为 0

每两个字节为一组，进位累加求和，多出的加（jiā）到最后一（yī）位

把求和结果求反，求反即转换成 2 进制后，0 变 1,1 变（biàn） 0

把计算（suàn）结果放入检（jiǎn）验和字（zì）段

接收端

把（bǎ）每 2 个（gè）字（zì）节为一组，进位累加（jiā）求和

把求和结果求反：为 0 即（jí）未（wèi）检验出差错（不排（pái）除没检（jiǎn）测出来的错误）

4.TCP 的首（shǒu）部格式（端口（kǒu）号，序号（hào），确认号，窗口，首部长度，检（jiǎn）验和（hé），6 个标志位）

端口号（hào）：各占（zhàn） 2 个字节（jiē）
当（dāng）访问百度时，源端口使用客户端系统随机分（fèn）配的端口号，目的端口是使用熟知端口（kǒu）号 80
序号：占 4 个字节。序号范围（wéi）是【0~2^32-1】，循环使用（yòng）
确认号：占（zhàn） 4 个字节，是期望收（shōu）到对（duì）方下（xià）一个报（bào）文段的第一个数据字节的序号。若确认号为 N，则代表：序号 N-1 为止（zhǐ）的所有数据都已正确收到
窗口：占 2 个字节。窗口值是【0~2^16-1】之间的整数。窗（chuāng）口指的是发送（sòng）本报文段的（de）一方的接收窗（chuāng）口。窗口值告（gào）诉（sù）对方（fāng）：从本报文段首部中的确认号（hào）算（suàn）起，接收（shōu）方目前（qián）允（yǔn）许对方发（fā）送（sòng）的（de）数据量。窗口值作为接（jiē）收方让发送方设置其（qí）发送窗口的依（yī）据。
窗口字段明确指出了现在允（yǔn）许对方发送的数据量（liàng）。窗口（kǒu）值经（jīng）常在动（dòng）态变化着
首部长度：占 4 位，也（yě）叫数据偏移，最小 20，最大 60
检（jiǎn）验和（hé）：占 2 位，检验和字段检验的范围包（bāo）括首部和（hé）数据两部（bù）分
6 个标志位：

紧急（jí） URG：当 URG=1 时，表明（míng）紧（jǐn）急指针字段有效（xiào）。紧（jǐn）急指针（zhēn）：指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本（běn）报文（wén）段数据的最（zuì）前面）

确认（rèn） ACK：只有当 ACK=1 时确（què）认号字段（duàn）才有效

推送 PSH：接收方 TCP 收（shōu）到 PSH=1 的报文段，就尽快地交（jiāo）付（fù）接收应用进程，而不再等到整个（gè）缓存都填满（mǎn）了（le）后再（zài）向上交付

复位 RST：当 RST=1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错（cuò），重新建立运输连（lián）接

同步 SYN：同步 SYN=1 表示这是一个连（lián）接请求（qiú）或连（lián）接接受报文

终止 FIN：FIN=1 表明发送端（duān）的数据（jù）已发送完毕（bì），并要求（qiú）释放运（yùn）输连接（jiē）

5.TCP 的可靠传输（shū）：超时重传机制，TCP 流量控制（序号，确认号，确认标志位，窗口（kǒu），死锁问题与持续计（jì）时器），发送缓存和接受缓存的作（zuò）用（yòng），捎带确（què）认与累积确认

超时重传机制：
超时计时器时间 RTO:RTO=RTTs+4*RTTD
测量多个 sampleRTT 求平（píng）均值，形（xíng）成 RTT 的估计值（zhí） RTTs：
RTTs=(1-α) * RTTS+α * SampleRTT 典（diǎn）型值α=1/8
测量（liàng） RTT 的变化值：RTTs 与 SampleRTT 的差值：
RTTd=（1-β） * RTTD+β * |RTTs-SampleRTT| 典型值：β=1/4
TCP 流量控制（序号，确（què）认号，确认（rèn）标志位，窗（chuāng）口（kǒu），死锁问题（tí）与持续计时器） ：

序号：发送窗口（kǒu）里面的序号表（biǎo）示允许（xǔ）发送（sòng）的序（xù）号（hào）

确认号：表明主机期望收到的下一个序号，而上一个序号位（wèi）置的（de）数据已经（jīng）收到（dào）了

确认（rèn）标志位：

窗口：窗口指的是（shì）发送本（běn）报文段（duàn）的一方的接收窗口；发送（sòng）窗口（kǒu）表示：在没（méi）有收到 B 的确认的情（qíng）况下（xià），A 可以连续把窗口内的数据（jù）都发送出去。

死锁（suǒ）问题：发送方等待接收方通知窗（chuāng）口大小，接收方等待发送方发（fā）送（sòng）数据

持续（xù）计时（shí）器：当发送（sòng）方收（shōu）到接收方的零窗口（kǒu）通知，启动持续计时（shí）器（qì）。若持续计时器到期，就发（fā）送（sòng）一个零窗口探测报文（wén）段

接（jiē）收方发送的确认报文段中：
若窗口仍是零，则重置持续计时器
若窗口不是零，则死锁打开
发送（sòng）缓存（cún）和（hé）接（jiē）受缓存的作用（yòng）：

发送方应（yīng）用（yòng）进程把数据发送到 TCP 的发送缓存；发送（sòng）缓（huǎn）存暂时（shí）存放：1 准备发送的数据；2 已发送未确定的数据

接收（shōu）方应（yīng）用进程从 TCP 的接收缓存（cún）中读（dú）取字（zì）节流（liú）；接收缓存暂（zàn）时存放：1 已收到（dào）但尚未提交的数（shù）据；2 失序（xù）的数据
捎带确认与累（lèi）积确（què）认：

累（lèi）积确认：即不必对收到的分（fèn）组逐个发送确认，而是对按序到（dào）达（dá）的最后一个（gè）分组发送确（què）认，这样就表示：到这（zhè）个分组位（wèi）置的所有分（fèn）组都已正确收到了

捎带确认：当一（yī）个数据帧（zhēn）到达的时（shí）候后，接收方并（bìng）不是（shì）立即发（fā）送一（yī）个单独的控（kòng）制帧，而是抑（yì）制一下自己并且开始等（děng）待，知道网络（luò）层传递给（gěi）他下（xià）一（yī）个分组，然后（hòu），确认（rèn）信息被附在往（wǎng）外（wài）发送的数据帧中（使用（yòng）帧头中的 ack 域）。实际上，确认报文（wén）搭了（le）下一个外（wài）发（fā）数据帧的（de）便车。

6.TCP 的拥塞控制（zhì）：网络（luò）拥塞的判断，传输轮次与拥塞窗口大小的关系（慢开始（shǐ）与拥塞避免（miǎn），门（mén）限 ssthresh，重（chóng）传（chuán）计（jì）时器超时与三个重复 ACK）

网络（luò）拥（yōng）塞的判断：重传定时器超时
*** 传（chuán）输轮次（cì）与拥（yōng）塞窗（chuāng）口大小的关系（慢（màn）开始与拥塞（sāi）避免，门（mén）限 ssthresh，重传计时器超时（shí）与三个重复 ACK）***：

慢开始：每经过一个 RTT，cwnd 翻倍

拥塞避（bì）免：每经（jīng）过一个（gè） RTT，cwnd 加一

慢开（kāi）始门限（xiàn） ssthresh：当 cwnd = ssthresh 时由（yóu）指数增长切换（huàn）为（wéi）线性增（zēng）长（zhǎng）；ssthresh=24 时，重传计时（shí）器超时，发（fā）送方（fāng）判断为（wéi）网络拥塞。调整 ssthresh=cwnd/2，拥塞窗口 cwnd=1，执行慢开始

7.TCP 连（lián）接：TCP 的套接字，三次握（wò）手建立（lì） TCP 连接（jiē），四次（cì）握（wò）手释放 TCP 连接

TCP 的（de）套接（jiē）字：就是（shì）对网络中（zhōng）不同主机（jī）上的（de）应用进程之间进（jìn）行双（shuāng）向通信的端点的抽象。一个套（tào）接字就（jiù）是网（wǎng）络上进程（chéng）通信的一端，提供了（le）应用层进（jìn）程利（lì）用（yòng）网络协议（yì）交换数据的机制
三（sān）次握手建（jiàn）立 TCP 连接：

刚开始客户端 A 和服务（wù）端 B 都是关闭的

B 的 TCP 服务器进（jìn）程被动打开，准备接受客户进（jìn）程（chéng）的连接请求

A 主动打开，A 向 B 发（fā）出 SYN 报文段，选择初始序号，不携（xié）带数据。SYN=1,SEQ=X

B 收到 SYN 报文段，发（fā）回 ACK 报（bào）文段，选（xuǎn）择（zé）初始序号，分配缓存（cún），不（bú）携带数据。SYN=1.ACK=1.SEQ=Y,ack=x+1

A 向 B 发送 SYN+ACK 报文段（duàn），可携带（dài）数据。通（tōng）知上层应用进程：TCP 连接已（yǐ）建立。

B 通知（zhī）其上层应用进（jìn）程（chéng） TCP 连接已经（jīng）建立。

四（sì）次握手（shǒu）释放 TCP 连接（jiē）：

客户端 A 主动关闭。A 向 B 发出 FIN 报文（wén）段，并停止（zhǐ）发送（sòng）是数据。FIN=1,seq=u

B 通知（zhī）应用进程。B 收（shōu）到 FIN 报文（wén）段（duàn），回复 ACK 报（bào）文（wén）段。TCP 连接处于半关闭状态：B 仍可发送数据。ACK=1，seq=v，ack=u+1

B 被（bèi）动关闭。若（ruò） B 已经没有要向（xiàng） A 发（fā）送的数据，向 A 发送 FIN 报（bào）文段。FIN=1，ACK=1,seq=w，ack=u+1

A 收到 FIN 报（bào）文段后，必（bì）须发出 ACK 报（bào）文段（duàn）。ACK=1,seq=u+1，ack=w+1

B 收到 ACK 报文（wén）段后，TCP 连接关闭。