运（yùn）输层的（de）作（zuò）用

运输层向它上（shàng）面的应用层提（tí）供通信服务（提（tí）供端到端，进（jìn）程到进程的可（kě）靠通信），为运行在不（bú）同 host 上（shàng）的进程提供逻辑通信（xìn），向（xiàng）高（gāo）层用户屏蔽（bì）通信子网的细（xì）节（jiē）

2.UDP 和（hé） TCP 的（de）特（tè）点，及（jí）使（shǐ）用它们（men）的应（yīng）用程序，熟知（zhī）端（duān）口号

UDP 和 TCP 的特点：

UDP

支持单播、多播（bō）、广播（bō）

无连接，不可靠

可以任何速率发送数据

TCP

仅单播，不支持多播、广播

面向连（lián）接，可靠按序

流量控制（发送（sòng）速率不超（chāo）过接收方的接收能（néng）力）

拥塞控制（网络过载时限制发送方的发送速率）

及（jí）使用它们的（de）应（yīng）用程（chéng）序：

熟（shú）知端口号：

3.UDP：首部格式（shì），检验（yàn）和

首部（bù）格式：

检验和：

发送端：

先（xiān）设置检（jiǎn）验和字（zì）段为 0

每（měi）两个字（zì）节为（wéi）一组，进位累加求和，多出的加到最后一位

把求（qiú）和（hé）结果求反，求反即转换成（chéng） 2 进制后，0 变 1,1 变 0

把计算结（jié）果（guǒ）放入检验和字段

接收端

把每 2 个字节（jiē）为一组（zǔ），进（jìn）位累（lèi）加求和

把求（qiú）和（hé）结果求反：为 0 即未检验出差错（不排除没检测出来（lái）的（de）错（cuò）误）

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

端口号：各占（zhàn） 2 个字节
当访问百度时，源端口使（shǐ）用（yòng）客户（hù）端系（xì）统随机分配的端口号，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
确认号：占 4 个（gè）字节，是期望（wàng）收到（dào）对方下（xià）一个报（bào）文段的第一（yī）个数据字节的序号。若确（què）认号为 N，则代表：序号 N-1 为止的所有数（shù）据都（dōu）已正确收到
窗口：占（zhàn） 2 个字节。窗口值是（shì）【0~2^16-1】之间的整数。窗口指的是发送本报文段的（de）一方的接收（shōu）窗口（kǒu）。窗（chuāng）口值告诉（sù）对方：从本报文段首（shǒu）部中的确认号算（suàn）起，接收方目前允（yǔn）许对方发送的数（shù）据（jù）量（liàng）。窗口值作（zuò）为接（jiē）收方让发送（sòng）方设置（zhì）其发送窗口的依（yī）据。
窗（chuāng）口字段明确指出了现在允许（xǔ）对方发送的数据量。窗口值经常在动态变（biàn）化着
首部长度：占 4 位，也叫数据（jù）偏移，最小 20，最大 60
检验和（hé）：占 2 位，检验和字（zì）段检验的范围包（bāo）括首部和数据两部（bù）分
6 个标志位：

紧（jǐn）急 URG：当 URG=1 时，表明紧急指针（zhēn）字段（duàn）有效。紧急指针：指出在（zài）本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本报文（wén）段数据的最前面）

确认 ACK：只有当（dāng） ACK=1 时确认号（hào）字段才有（yǒu）效

推送 PSH：接（jiē）收方 TCP 收到 PSH=1 的报文（wén）段，就（jiù）尽快地交付接收应用进程（chéng），而不再（zài）等到整个缓存都填满了后再向上交付

复位（wèi） RST：当 RST=1 时（shí），表明 TCP 连接（jiē）中出现严重差错，重新建立（lì）运输连（lián）接

同步 SYN：同步 SYN=1 表示这是一（yī）个连接请求（qiú）或连接接受（shòu）报文

终止 FIN：FIN=1 表明发送端的数据已发送完毕，并要求释放运（yùn）输连接

5.TCP 的可靠传输（shū）：超时重传机制，TCP 流量控制（序号，确认（rèn）号，确认标（biāo）志位，窗口（kǒu），死锁问（wèn）题（tí）与持续计时器），发送（sòng）缓（huǎn）存和（hé）接受缓存（cún）的作用，捎带确认与累积确认

超时重传机（jī）制：
超时计时（shí）器时间（jiān） RTO:RTO=RTTs+4*RTTD
测量多个 sampleRTT 求平均值（zhí），形成（chéng） RTT 的（de）估计值 RTTs：
RTTs=(1-α) * RTTS+α * SampleRTT 典型值α=1/8
测量 RTT 的变化值：RTTs 与（yǔ） SampleRTT 的（de）差值（zhí）：
RTTd=（1-β） * RTTD+β * |RTTs-SampleRTT| 典型值：β=1/4
TCP 流量控制（序号（hào），确认号，确认标（biāo）志位，窗口，死锁问题与持（chí）续计时（shí）器） ：

序号：发送窗口里（lǐ）面的序号表示允许发（fā）送的序（xù）号

确认号：表明主机期望（wàng）收到（dào）的下一个序号，而（ér）上一个序号位置（zhì）的数据（jù）已经收到了

确认标志位：

窗口（kǒu）：窗口指的（de）是（shì）发送（sòng）本报文段（duàn）的（de）一（yī）方的接（jiē）收窗口；发送（sòng）窗口（kǒu）表示：在（zài）没（méi）有（yǒu）收到 B 的确认的（de）情况下，A 可以连续把窗（chuāng）口内的（de）数据都发送出去。

死锁问题：发送方等待（dài）接收方通知窗口大小，接收方等待发送（sòng）方发送数据

持续计时器：当发送方收到接收方的零（líng）窗口（kǒu）通（tōng）知，启动持续计（jì）时器（qì）。若持续计（jì）时器到期，就发送一个零窗口探（tàn）测报文段

接收方发送的确认（rèn）报文段中：
若窗（chuāng）口仍（réng）是零，则重置持续计时器
若窗口（kǒu）不（bú）是零，则死锁打开
发送（sòng）缓存（cún）和接受缓存（cún）的作（zuò）用：

发送方应用进程（chéng）把数据发送到 TCP 的（de）发（fā）送缓（huǎn）存；发送缓存暂（zàn）时存放：1 准备发（fā）送的数据；2 已发送未确（què）定（dìng）的数据

接收方应（yīng）用进程从 TCP 的接收缓（huǎn）存中（zhōng）读取（qǔ）字（zì）节流；接收缓（huǎn）存暂时存放：1 已收到但尚未提交（jiāo）的数据；2 失序的数据
捎带确（què）认与累积确认：

累（lèi）积确认（rèn）：即（jí）不（bú）必（bì）对收到（dào）的分组逐个发（fā）送确认，而是对按序到达的（de）最后一个分（fèn）组（zǔ）发送（sòng）确认，这样就表示：到这个分组位（wèi）置的（de）所有分组都已正确收到了

捎带（dài）确认：当（dāng）一个数据帧（zhēn）到达的时候后，接收方并不是立即发送一个单独的控（kòng）制帧，而（ér）是抑制一下自己并且开（kāi）始等待，知道网络层传递给他下一个分组，然后（hòu），确认信息（xī）被附在往外发送的数（shù）据帧（zhēn）中（使用帧（zhēn）头中的 ack 域）。实际上，确（què）认报文（wén）搭了下（xià）一个外发数据帧的便车。

6.TCP 的拥塞控制：网络（luò）拥塞的判（pàn）断，传输轮次与（yǔ）拥塞窗（chuāng）口大小的关系（慢（màn）开始与（yǔ）拥（yōng）塞避免，门限 ssthresh，重传计时器（qì）超时（shí）与三个（gè）重复 ACK）

网络拥塞的判断：重传定时（shí）器（qì）超时
*** 传输轮（lún）次与（yǔ）拥塞窗口大小的关系（慢开始与拥塞避免，门限（xiàn） ssthresh，重传计时器超时与三个重复（fù） ACK）***：

慢开始：每经过一（yī）个 RTT，cwnd 翻（fān）倍（bèi）

拥塞避免：每经过（guò）一个 RTT，cwnd 加一（yī）

慢开始门限 ssthresh：当 cwnd = ssthresh 时由指数增长切换为线性增长；ssthresh=24 时（shí），重（chóng）传计时器超时，发送方判断为网络拥塞（sāi）。调整 ssthresh=cwnd/2，拥（yōng）塞窗口 cwnd=1，执行慢开始

7.TCP 连接：TCP 的套接字，三次握手建立 TCP 连接，四次握手释放 TCP 连接

TCP 的套接字：就是对网络（luò）中不同主机上的应用进程之间进行（háng）双向通信的（de）端点的（de）抽象。一个套接字（zì）就（jiù）是网络上进程通信的一端（duān），提供了应用层进程利用（yòng）网络协议交换数据的机制（zhì）
三（sān）次（cì）握手（shǒu）建（jiàn）立 TCP 连接：

刚开（kāi）始客（kè）户端（duān） A 和服务（wù）端（duān） B 都是（shì）关闭的（de）

B 的 TCP 服务器进程被动打开，准备（bèi）接受客户（hù）进程的连接请（qǐng）求

A 主动打开，A 向 B 发出 SYN 报文段，选择初（chū）始（shǐ）序号，不（bú）携带数据。SYN=1,SEQ=X

B 收到 SYN 报文段，发（fā）回 ACK 报文段，选择初始序号，分配缓存，不携带（dài）数据。SYN=1.ACK=1.SEQ=Y,ack=x+1

A 向 B 发送（sòng） SYN+ACK 报（bào）文段，可携（xié）带数据。通知上层应用进程：TCP 连接已建立。

B 通知其（qí）上层应用进（jìn）程 TCP 连接已（yǐ）经建立。

四次（cì）握手（shǒu）释（shì）放 TCP 连接：

客户端 A 主动关闭。A 向 B 发出 FIN 报（bào）文段，并停止（zhǐ）发送是数据。FIN=1,seq=u

B 通知应（yīng）用进程。B 收到 FIN 报文（wén）段（duàn），回（huí）复 ACK 报文段。TCP 连接处于半（bàn）关闭状态：B 仍可发送数据。ACK=1，seq=v，ack=u+1

B 被动（dòng）关闭。若（ruò） B 已经没有要向（xiàng） A 发送的（de）数据，向 A 发送 FIN 报文段。FIN=1，ACK=1,seq=w，ack=u+1

A 收到 FIN 报文段后，必须发出 ACK 报文段（duàn）。ACK=1,seq=u+1，ack=w+1

B 收到 ACK 报文段（duàn）后，TCP 连（lián）接关闭（bì）。