傳輸層協議UDP與TCP

2021-08-14 12:50:47 字數 3164 閱讀 1111

udp

協議

udp 協議用於網路協議傳輸層互動,不同於tcp

,udp

沒有重傳、重複包的處理,不保證傳輸可靠性,其下層為ip

協議。訊息結構

占用16

位元,為可選擇域,如果不使用可以全寫為0

,指示是傳送的埠,但缺乏其它有效資訊時,也作為回應的目的埠;destination port

占用16

位元,指示目標埠號;length

為udp

包的位元組長度,包含header

部分,最小值為header

長度8個位元組。

checksum

為校驗位,計算時需要加上udp

虛擬頭部、真實頭部、資料部分及末尾補0

部分一起計算。需要補齊整個資料長度為兩個位元組的倍數,計算時以16-bit

資料為最小單位進行求和,如果存在進製,則將進製1

加到低16

位數字上去,計算完成後取反的結果即為checksum

。如果沒有checksum

時,此域需要全部填值為0 。

tcp

協議

tcp 提供可靠的傳輸模式,tcp

和udp

同樣是傳輸層協議,其主要差別在於tcp

保證可靠性,因而不同於udp

,tcp

工作是面向連線的。

訊息結構

為源和目的埠號,各占有16

位元;sequence number

占用32

位元,指示資料報中第乙個位元組的sn

,如果存在攜帶初始sn

為isn

的syn

時,第乙個資料位元組的sn

為isn+1

;acknowledgement number

指示期望收到的下乙個連續的sn

號;data offset

占用4位元,指示tcp

頭部總的32

位元word

長度,可計算開始資料開始位置;reserved

占用6位元,留後續使用;urg

占用1位元,用來指示urgent pointer

是否存在;ack

占用1位元,用來指示acknowledgment

域是否存在意義;psh

占用1位元,用於指示push

功能;rst

占用1位元,用於重置連線;syn

占用1位元位,同步sn

號;fin

占用1占用16

位元,指示從acknowledgment

域開始資料視窗長度;checksum

計算校驗和,包括頭和內容,不足16

位元部分補零對齊,計算時需要增加ip

的虛擬頭部;urgent pointer

占用16

位元,和urg

標誌配合使用,指示正常資料起始位置,在此位置之前為帶外資料(

緊急資料);options

為位元組的倍數,存在兩類option

,一種是只帶型別option-kind

,另一種帶有option-kind + option length + option data

,option length

包括kind

和length

本身的共兩個位元組的長度; padding

用於補齊tcp

頭部長度,滿足32

位元word

對齊。options

在tcp

模式下,攜帶的option

都需要被執行。

傳輸可靠性

tcp 不同於udp

,提供了資料的可靠傳輸,這種可靠性依賴於停止-

等待協議機制,主要體現在sn

的ack

機制上。首先需要將tcp

連線的兩端sn

進行同步,也就是syn

標誌位帶有的功能,當syn

為1 是帶有的sn

號即為isn(

初始sn

號) ,常常聽到的三/

四次握手就是實現此功能,相當於初始建立鏈路過程,發起端需要首先傳送syn

給對端,對端需要對syn

包返回ack

,同樣需要對端傳送相應syn

來確認接收的起始sn

號,並對相應tcp

包返回對應ack

,因此此流程有四個過程互動;而對端返回ack

時可以同時攜帶syn

標誌,可以簡化為三條訊息。相對於建立流程,鏈路同樣可以使用類似方式釋放,通過標誌fin

來控制。在傳輸過程中需要維護資料的sn

及其ack

狀態,加以不同的timer

進行丟包重傳控制;window

域用來表示接收到ack

的資料到最多允許傳送的資料報的視窗大小,也就是說超出視窗的資料不能,視窗的大小影響實際情況下的速率。tcp

基於sn

次序進行有次序的傳輸,緊急(

帶外)資料可以採用urgent

模式傳輸。push

標誌影響傳送、接收的處理時間,在接收端收到標誌位將不等待快取狀態,直接將資料遞交上層梳理。tcp

採用的是面向連線的分組交換機制,當狀態出錯時,可以用rest

機制來重新恢復鏈路鏈路,同時存在平靜時間的定時器來確保分組機制網路中的殘留的資料報能夠處理完成,減少狀態和資料型別衝突的概率。

參考文件

rfc768 user datagram protocol

rfc793 transmission control protocol

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