计算机网络——传输层

传输层功能

  • 提供进程与进程之间的逻辑通信(网络层提供主机之间的逻辑通信)
  • 复用和分用(对于协议来说)
  • 传输层对收到的报文进行差错检测

传输层的两个协议

  • 面向连接的传输控制协议TCP:传送数据之前必须建立连接,数据传送结束后释放连接。可靠、面向连接、时延大,适用于大文件
  • 无连接的用户数据报协议UDP:不需要建立连接。不可靠、无连接、时延小,适用于小文件

传输层的寻址与端口

计算机网络——传输层在网络中采用发送方和接受方的套接字组合来识别端点,套接字唯一的标识了网络中国的一个主机和它上边的一个进程。

计算机网络——传输层

UDP协议

特点

  1. UDP是无连接的,减少开销和发送数据之前的时延
  2. UDP使用最大努力交付,即不保证可靠交付
  3. UDP是面向报文的,适合一次性传输少量数据的网络应用
  4. UDP无拥塞控制,适合很多实时应用
  5. UDP的首部开销小,8B,TCP20B

UDP首部格式
计算机网络——传输层

TCP协议

特点

  1. TCP是面向连接(虚连接)的传输层协议
  2. 每一条TCP连接只能有两个端点,点对点
  3. TCP提供可靠的交付服务,无差错,不丢失,不重复,按序到达
  4. TCP提供全双工通信
  5. TCP面向字节流
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TCP连接管理

TCP连接传输的三个阶段:
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TCP连接的建立采用客户服务器方式,主动发起连接建立的应用进程叫做客户,被动等待连接建立的应用进程叫服务器。

假设运行在一台主机(客户)上的一个进程想与另一台主机(服务器)上的一个进程建立一条连接,客户应用进程首先通知客户TCP,他想建立一个与服务器上某个进程之间的连接,客户中的TCP会用以下步骤与服务器中的TCP建立一条TCP连接:
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  1. 客户端发送连接请求报文段,无应用层数据。
    SYN(同步位)=1,seq(序号位)=x(随机)。
  2. 服务器收到客户端的连接请求报文,服务器端为该TCP连接分配缓存和变量,并向客户端返回确认报文,允许连接,无应用层数据。
    SYN(同步位)=1,ACK(确认位)=1,seq(序号位)=y(随机),ack(确认号,值是期待对方接下来发送的报文段的第一个字节)=x+1
  3. 客户端为该TCP连接分配缓存和变量,并向服务器端返回确认的确认,可携带数据。
    SYN=0,ACK=1,seq=x+1,ack=y+1

SYN洪泛攻击

TCP SYN泛洪发生在OSI第四层,这种方式利用TCP协议的特性,就是三次握手。攻击者发送TCP SYN,SYN是TCP三次握手中的第一个数据包,而当服务器返回ACK后,该攻击者就不对其进行再确认,那这个TCP连接就处于挂起状态,也就是所谓的半连接状态,服务器收不到再确认的话,还会重复发送ACK给攻击者。这样更加会浪费服务器的资源。攻击者就对服务器发送非常大量的这种TCP连接,由于每一个都没法完成三次握手,所以在服务器上,这些TCP连接会因为挂起状态而消耗CPU和内存,最后服务器可能死机,就无法为正常用户提供服务了。

TCP的连接释放

参与一条TCP连接的两个进程中的任何一个都能终止该连接,连接结束后,主机中的“资源”(缓存和变量)将被释放
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  1. 客户端发送连接释放报文段,停止发送数据,主动关闭TCP连接
    FIN(结束位)=1,seq=u
  2. 服务器端回送一个确认报文段,客户到服务器这个方向的连接就释放了——半关闭状态
    ACK=1,seq=v,ack=u+1
  3. 服务器端发完数据,就发出连接释放报文段,主动关闭TCP连接
    FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1
  4. 客户端回送一个确认报文段,再等到时间等待计时器设置的2MAL(最长报文段寿命)后,连接彻底关闭
    ACK=1,seq=u+1,ack=w+1
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