一、概述
1．基本理论和基本机制
（1）复用/分用
（2）可靠数据传输机制
（3）流量控制机制
（4）拥塞控制机制
2．传输层 vs 网络层
（1）网络层：提供主机之间的逻辑通信机制
（2）传输层：提供应用进程之间的逻辑通信机制，依赖于网络层服务
3．TCP与UDP
（1）TCP：拥塞控制、流量控制、连接建立
（2）UDP：没有做（可靠性方面的）扩展
（3）两种服务均不保证：延迟、带宽
二、复用与分用
1．概念
（1）多路分用：把网络层发过来的数据分发给不同的进程（socket）
（2）多路复用：不同的进程（socket）的报文利用网络层发出去
2．多路分用的实现
（1）基本原理：
① 数据报中携带了源端口号和目的端口号
② 传输层协议提取IP地址和端口号信息，把段导向相应的Socket
（2）无连接分用
① UDP的Socket用二元组标识：(目的IP地址，目的端口号)
② 主机收到UDP段后
1）检查段中的目的端口号
2）将UDP段导向绑定在该端口号的Socket
（3）面向连接的分用
① TCP的Socket用四元组标识
1）源IP地址
2）源端口号
3）目的IP地址
4）目的端口号
三、UDP
1．工作内容：
（1）复用/分用
（2）简单的错误校验
2．特点
（1）易丢失
（2）非按序到达
（3）无连接
3．存在的意义
（1）无需建立连接 (减少延迟)
（2）实现简单：无需维护连接状态
（3）头部开销少
（4）没有拥塞控制: 应用可更好地控制发送时间和速率
4．应用场合
（1）流媒体应用（容忍丢失、速率敏感）
（2）DNS、SNMP
5．在UDP上实现可靠数据传输
（1）在应用层增加可靠性机制
（2）应用特定的错误恢复机制
6．UDP数据报： 
7．UDP校验和
（1）将段的内容视为16-bit整数计算所有整数的和
（2）计算所有整数的和，进位加在和的后面，将得到的值按位求反，得到校验和
四、可靠传输原理
1．可靠性
（1）概念：不错、不丢、不乱
（2）实现思想：校验和 + 序列号 + ACK + 重传 + 定时控制
2．流量控制
（1）概念：单主机多组同时发，但又要处理得过来
（2）实现思想：流水线机制（多组同时发）、滑动窗口协议（最多等多少个消息）
3．拥塞控制
（1）概念：多主机同时发多数据，但又要处理的过来
（2）实现思想
① 端到端拥塞控制：端判断拥塞，若拥塞，发送端降低自己发送速率
② 网络辅助的拥塞控制：与①不同的是，判端部分由路由器完成
五、TCP概述
1．点对点
（1）一个发送方，一个接收方
2．可靠的、按序的字节流
3．流水线机制
（1）TCP拥塞控制和流量控制机制设置窗口尺寸
4．发送方/接收方缓存
5．全双工(full-duplex)
（1）同一连接中能够传输双向数据流
6．面向连接
（1）通信双方在发送数据之前必须建立连接。
（2）连接状态只在连接的两端中维护，在沿途节点中并不维护状态。 §
（3）TCP连接包括：两台主机上的缓存、连接状态变量、socket等
（4）流量控制机制
7．TCP段结构
8．序列号和ACK
（1）序列号
① 是segment中第一个字节的编号，而不是segment的编号
② 建立TCP连接时，双方随机选择序列号
（2）ACK
① 希望接收到的下一个字节的序列号
② 累计确认：该序列号之前的所有字节均已被正确接收到
六、TCP可靠数据传输
1．TCP发送方事件
（1）从应用层收到数据
① 创建Segment
② 序列号是Segment第一个字节的编号
③ 开启计时器
④ 设置超时时间（TimeoutInterval）
（2）超时
① 重传引起超时的Segment
② 重启定时器
（3）收到ACK
① 如果确认此前未确认的Segment
1）更新SendBase
2）如果窗口中还有未被确认的分组，重新启动定时器
2．超时时间
（1）TimeoutInterval = EstimatedRTT（平均） + 4*DevRTT（浮动）
3．快速重传机制
（1）在定时器超时之前即进行重传（收到对同一数据的3个ACK）
4．TCP流量控制
（1）Receiver通过在Segment的头部字段将RcvWindow 告诉Sender
（2）Sender限制自己发送的的数据不超过接收方的RcvWindow
（3）当Receiver告知Sender RcvWindow=0，Sender会定期的发送窗口探寻，时间间隔成指数上升，但当达到一定时间时，会断开连接
七、TCP连接管理
1．三次握手
（1）第一步
① client发送syn到server发起握手；
② client发送client初始序列号J
（2）第二步
① server收到syn后回复syn+ack给client；
② server分配缓存，发送server的初始序列号K
（3）第三步
① client收到syn+ack后，回复server一个ack
（4）流程图
（5）SYN攻击
① 两次握手后，不给server回复ack，
② 第二步会分配缓存资源，并保存一段时间，大量的请求，会导致缓存不足，服务器瘫痪
（6）为什么要三次握手
① 防止网络阻塞，请求重发，造成server的多次响应
2．四次挥手
（1）第一次挥手
Client发送一个FIN，Client进入FIN_WAIT_1状态。
（2）第二次挥手
Server收到FIN后，发送ACK给Client，Server进入CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次挥手
Server发送一个FIN，Server进入LAST_ACK状态。
（4）第四次挥手：
Client收到FIN后，进入TIME_WAIT状态（等待2MSL后关闭），发送ACK给Server,Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。
（5）流程图
（6）为什么要四次挥手？
① 因为是全双工的，主动断开的一方只是说明“我不发了”。只有当被动的一方也说明“我也不发了”，才能断开连接。
八、TCP拥塞控制
1．TCP拥塞的根源
（1）网络容量小：在路上堵住了
（2）接收者容量小：在目的地堵住
2．解决思路
（1）拥塞检测：假定超时是由拥塞
（2）拥塞控制：减慢数据率，动态维护窗口大小（滑动窗口协议）
3．具体方案
（1）慢速启动算法
① 按指数增长趋势定义拥塞窗口大小cwnd
② 拥塞窗口增长到阈值时,改为线性增长
③ 超时，阈值减为拥塞时的拥塞窗口的一般
④ 重新慢速启动或快速启动（直接从阈值开始线性增长）
（2）当收到ICMP抑制分组（网络层的拥塞控制信号）,当做作超时处理
（3）拥塞控制四大机制
① 慢开始
② 拥塞避免
③ 快重传
④ 快恢复
九、C/S模型
