TCP/IP相关协议基础
- 0x0 IP协议的特点
- 0x1 IP包头的结构
- 0x2 MTU?
- 0x3 IP分片?
- 0x4 一些小疑问？
- 0x5 TCP协议特点
- 0x6 TCP包头的结构
- 0x7 TCP三次握手
- 0x7 TCP四次挥手
- 0x8 超时重传
- 0x9 滑动窗口
- 0xA 如何保证TCP的有序性
- 0xB UDP协议特点
- 0xC UDP的伪IP头部
0x0 IP协议的特点
- 无连接，传输数据前不用建立连接
- 经历而为，无法转发会直接丢弃
- 无序传播
- 不可靠，无情的发送机器
0x1 IP包头的结构
- 注解
- 版本：固定为4
- 包头长度：一般为20
- 服务类型：不用了解
- 报文长度：本IP报文有多长
- 标识符：用来识别是否为同一IP报文，分片了的IP报文的标识符都一致
- 标志位：
- 0 ： 保留（无意义）
- 0 ：DF位 为1不允许。为0允许。 尽力而为、、
- 0 ：MF位 为1还有后续分片。为0表示自己是最后一个
- 分段偏移量：偏移量：用前一个分片的偏移量+携带数据量得到下个报文的偏移量
- 存活时间TTL：用来防止路由环路，每到下一跳减一
- 协议：标识上层协议。如TCP协议号6，UDP协议号17
- 包头校验和：用来检测这个包头是否完整
0x2 MTU?
- 最大传输单元 最大为1500
- 网络层：
- IP包头 + IP报文
- 20 1480
- 数据链路层：
- 目的mac 源mac 类型 data FCS
- 6 6 2 1500 4
- 只有数据再出接口时才会考虑MTU，如果小于MTU直接通过，大于MTU需要分片或者丢弃。
0x3 IP分片?
- why？IP分片
- 报文大于接口的MTU无法发送
- what？IP分片
- IP分片就是把大于MTU的数据包分片
- how？IP分片
- 分片的IP包的数据量最大只能 MTU-20 1480
- 分片的包头继承于被分片的IP包头(通过标识符)
0x4 一些小疑问？
- 如何判断是否需要分片？
- 查看DF位，为1不允许，为0允许
- 如何判断包是否需要重组？
- 标识符相同的需要重组
- 设备收到被分片的包如何排序？
- 用前一个分片的偏移量+携带数据量得到下个报文的偏移量
- 重组何时结束
- 查看标志位的MF位。为1还有后续分片，为0表示自己是最后一个
0x5 TCP协议特点
- 面向连接：建立连接，传输数据，断开连接，全双工通信
- 提供有序数据传输：SEQ机制
- 可靠：超时重传机制
- 高质量：通过滑动窗口实现流量控制
0x6 TCP包头的结构
- 序号：TCP把要在一个连接上发送的数据分成若干报文段，然后给每个报文段指派一个序号，序号就是该报文段第一个字节的编号。
- 确认号：期望接收到的下一个字节的编号。
- 只有编码位的ACK位为1时确认号才有效
- ACK = 序号＋数据量
- 报文长度：整个报文的长度
- 预留：保留用处
- 编码位：
- FIN： 结束标志；为1时，请求断开连接。
- SYN：同步标志；为1时，请求建立连接。
- RST：复位标志；为1时，请求重新建立TCP连接。
- PSH：通知接收端立即将数据交给用户进程，不要停留在缓存,等待更多的数据。
- ACK：确认标志；确认号有效位，表明该数据包包含确认信息。
- URG：紧急标志；紧急指针有效位，与16位紧急指针配合使用。
- 窗口：滑动窗口
- 校验和：检查报文格式是否正确
- 紧急指针：当一个报文被读取时，优先读取那部分的内容
0x7 TCP三次握手
- TCP连接建立——TCP MSS
- TCP MSS是TCP的一个重要选项，TCP数据分段的最大长度，该 参数在三次握手时发给对方。类似MTU
0x7 TCP四次挥手
0x8 超时重传
- 再传输过程中设置了一个RTT值，如果超过了这个RTT值还没收到回复的ACK就进行重装
- 超时重传表现为TCP协议的可靠性
0x9 滑动窗口
- TCP为每个方向的数据传送都使用两个窗口（发送窗口和接收窗口），共4个窗口。
- TCP通过强制发送方和接收方不断调整窗口大小，来实现流量控制。
- 设置win值，如果遇到拥塞会将win值减半，通畅后会慢慢增加
- 滑动窗口是TCP的流量控制机制->表现为高质量
0xA 如何保证TCP的有序性
- 接受方的的按照序列号有效处理
0xB UDP协议特点
- 无连接的，数据传输之前不需要建立连接。
- 不可靠的，发送端不管接收端是否能收到数据。
- 只有校验和机制，只能做简单的差错控制。
- 没有流量控制机制。
- 包头小，开销低，传输效率高TCP包头为20，UDP包头为8字节。
0xC UDP的伪IP头部
- UDP需要使用伪IP头部进行校验，因为UDP的包头太短了