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OSI七层模型与TCP/IP四层模型
TCP协议的3次握手过程
TCP协议3次握手的原因
TCP协议的四次挥手过程
流量控制
滑动窗口
拥塞控制
TCP和UDP的区别 OSI七层模型与TCP/IP四层模型
在网络的信息传输过程中#xff0c;我们常常无法之间进行传输#xff0c;而是需要…目录
OSI七层模型与TCP/IP四层模型
TCP协议的3次握手过程
TCP协议3次握手的原因
TCP协议的四次挥手过程
流量控制
滑动窗口
拥塞控制
TCP和UDP的区别 OSI七层模型与TCP/IP四层模型
在网络的信息传输过程中我们常常无法之间进行传输而是需要将每个阶段进行分层处理让每层都执行与自己相关的操作互不影响又互相调用以此来完成网络信息的传输因此就有网络分层的概念。 OSI七层模型是ISO组织定义的一个标准的网络分层模型提供了一个标准来进行接口的使用和实现OIS七层模型从上到下依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。 名称作用协议应用层给用户提供服务DNS、HTTP、SMP、POP3、IMAP4、FTP、Telent表示层数据处理会话层管理应用程序之间的会话SSL、TLS、DAP、LDAP传输层为两台主机进程的通信提供数据传输服务TCP、UDP网络层路由和寻址IP/IPV6数据链路层管理相邻节点之间的数据通信物理层利用传输介质实现计算机节点间比特流的传输 TCP/IP四层模型是对OSI模型的一种简化它自上而下分为应用层、传输层、网络层、数据链路层。 对比OSI模型TCP/IP模型更为简单实用它将OSI模型中应用层表示层会话层总结成一个统称为应用层将数据链路层物理层总结成一个数据链路层。 不论是哪种模型作用就是物理层通过物理方式将电脑连接起来数据链路层对比特流的数据进行分组再由网络层建立主机和主机之间的连接传输层负责建立端口到端口之间的通信最终由应用层负责建立连接将数据格式转换为用户需要的并反馈给用户。
TCP协议的3次握手过程
TCP协议是一个面向连接的可靠的传输方式所以它在建立端口与端口之间的通信时会先通过3次握手的过程来确认连接。 第一次握手 由客户端先先服务器发送一个数据包数据包的首部格式为SYN1ACK0表示 这是一个主动请求建立连接的数据包。 第二次握手 服务器收到客户端发送来的请求建立连接的数据包后如果同意连接会给客户端发 送一个数据包作为回应这个数据包的首部格式为SYN1ACK1代表同意连接。 第三次握手 客户端收到服务器同意连接的数据包后会再次给服务器发送一个首部格式为 SYN0ACK1的数据包表示双方都同意连接自此开始真正的数据传输。 TCP协议3次握手的原因
TCP协议的3次握手是为了保证连接的唯一性避免重复连接引起混乱除此之外在3次握手之后可以得到一个初始化的序列号seq保证了TCP协议的可靠性传输当只有2次握手时无法初始化序列号seq另外TCP协议也可以通过4次、5次握手来确认连接但这样会造成一些资源的浪费所有3次握手是最恰当的连接方式。
TCP协议的四次挥手过程
在TCP协议中两个端口要断开连接必须进行四次挥手过程才能释放连接。 第一次挥手 客户端向服务器发送连接释放的数据包数据包首部格式为FIN1ACK0并停止 继续发送数据。 第二次挥手 服务器接收到客户端发送过来的请求释放连接的数据包给客户端发送一个回应数据 包数据包首部格式为FIN1ACK1表示同意释放连接。 第三次挥手 经过第二次挥手后客户端到服务器的连接已经释放了TCP连接已经处于半连接的 状态客户端已经不可以给服务器发送数据了但服务器还能给客户端发送数据客户端 也仍能接收在服务器将所有数据给客户端发送完毕之后会向客户端再发送确认数据 包数据包首部格式为FIN1、ACK1表示服务器已经将客户端需要的数据发送完毕并 且要释放连接。 第四次挥手 客户端收到服务器的释放报文后向服务器发送确认报文报文首部格式为ACK1FIN0表示同意服务器释放连接。 综上两个端口的连接被释放。 流量控制
流量控制是为了TCP连接在传输数据时控制发送方发送数据的速率以此来保证接收方能够接收确保数据传输的可靠性。
TCP连接不管发送方还是接收方都维护了一块固定大小的缓冲空间发送方能够发送多少数据是由接收方的决定的TCP使用的方式是滑动窗口协议由滑动窗口的大小来控制传输数据的速率。
滑动窗口
滑动窗口是TCP协议用于实现流量控制的机制数据的发送方和接受方分别维护各自的缓冲区这个缓冲区中则是各自的滑动窗口发送方的窗口大小由接受方的窗口大小决定。 发送方的滑动窗口中包含已发送并确认已发送但未确认未发送且没有超出接受方滑动窗口的范围未发送且超出接受方滑动窗口的范围。 接受方的滑动窗口中包含确认已确认未收到但可以接收。 由发送方和接收方滑动窗口的组成整个数据传输过程则是发送方根据接收方窗口的大小不断发送数据随着接收方不断接收确认通知发送方接受方窗口不断向前移动发送方的窗口也会不断向前移动接收方可以通过控制窗口的大小控制发送方的速率实现流量控制。 拥塞控制 拥塞指的是在整个网络中同一时间传输的数据包数量过多产生了网络的拥塞因此发送方需要维护一个拥塞窗口来控制同一时间内发送数据包的数量TCP主要通过慢启动、拥塞避免、拥塞发生、快恢复四个算法来进行拥塞控制。 慢开始 拥塞窗口的值从1开始采用加倍增长的方式由小到大逐渐增大而不是一次性变大。 拥塞避免 慢开始每个轮次都会将cwnd加倍这样的增长方式会很快造成拥塞所以会设置一个慢开始的门限值ssthresh当cwnd大于ssthresh时进入阻塞避免每个轮次只将cwnd加一降低了cwnd的增长速度。 拥塞发生 在cwnd不断增大的时候可能会发生拥塞当触发了重传机制时说明已经有数据包丢失了也就是已经发生了拥塞。 不同的重传机制会有不同的处理方式 超时重传当发生超时重传时说明网络拥塞已经非常严重这是会将ssthresh设置为当前的cwnd值的一半然后cwnd重新从1开始慢启动。 快速重传当发生快速重传还能够收到数据包说明网络拥塞还没有很严重这时会启用快速恢复方式。 快恢复 将ssthresh设置为cwnd值的一半让cwnd从ssthresh慢开始增长。 TCP和UDP的区别
TCP和UDP都是传输层的协议但它们具有很大的区别。
TCPUDP面向连接面向连接一对一通信无需建立连接支持一对一一对多多对多的通信可靠性通过确认应答连接管理流量控制拥塞控制等保证可靠性不保证可靠性性能传输效率慢消耗资源多传输效率高消耗资源少首部格式需要20-60个字节需要8个字节
由于TCP和UDP的区别及特点这两个协议的使用场景也各不相同。
UDPUDP传输数据不需要建立连接接收方接收数据也不需要给出任何确认虽然不可靠但他很高效所以在一些即时通信中使用UDP例如直播、视频
TCPTCP提供面向连接的可靠性传输一般使用在文件传输、发送和接受邮件、远程登录等场景中。
