❀ 传输层UDP/TCP协议
前言：传输层协议，特别是用户数据报协议（UDP）和传输控制协议（TCP），是网络通信中最为基础也最为重要的部分。它们不仅决定了数据的传输方式，还影响着数据的可靠性、顺序性和实时性。对于想要深入了解互联网运行机制、掌握网络通信技术的朋友们来说，学习UDP/TCP协议无疑是必经之路。
本问旨在帮助广大读者深入了解UDP/TCP协议的原理和应用。我们将从协议的基本概念入手，逐步深入协议的内部机制，解析协议的报文结构。
📒端口号
在之前的学习中，我们简单的了解了一下端口号，这次让我们来重新对端口号有个新的认识。
在TCP/IP协议中, 用 “源IP”, “源端口号”, “目的IP”, “目的端口号”, “协议号” 这样一个五元组来标识一个通信
端口号范围划分：
0 - 1023：知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议, 他们的端口号都是固定的1024 - 65535：操作系统动态分配的端口号. 客户端程序的端口号, 就是由操作系统从这个范围分配的
知名端口号：
- ssh服务器：22端口
- ftp服务器：21端口
- telnet服务器：23端口
- http服务器：80端口
- https服务器：443端口
cat /etc/services // 查看知名端口号
netstat：
- netstat是一个用来查看网络状态的重要工具
- 语法：
netstat [选项] - 功能： 查看网络状态
- 常用选项：
pidof：
- 在查看服务器的进程id时非常方便.
- 语法： pidof [进程名]
- 功能： 通过进程名, 查看进程id
📜UDP协议
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种面向无连接的传输层协议，它是TCP/IP协议簇的一部分。
UDP协议端格式
- 16位UDP长度, 表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度
- 如果校验和出错, 就会直接丢弃
UDP的特点
UDP传输的过程类似于寄信
- 无连接： 知道对端的IP和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接
- 不可靠： 没有确认机制, 没有重传机制; 如果因为网络故障该段无法发到对方, UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息
- 面向数据报： 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量
UDP的缓冲区
- UDP没有真正意义上的 发送缓冲区. 调用sendto会直接交给内核, 由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作
- UDP具有接收缓冲区. 但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致; 如果缓冲区满了, 再到达的UDP数据就会被丢弃
UDP报头结构体：
struct udp_hdr
{
uint32_t src_port:16;
uint32_t dst_port:16;
uint32_t udp_len:16;
uint32_t udp_check:16;
}·
UDP使用注意事项：
- UDP协议首部中有一个16位的最大长度. 也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K(包含UDP首部)，然而64K在当今的互联网环境下, 64K是一个非常小的数字。
- 如果我们需要传输的数据超过64K , 分包, 多次发送并在接收端手动拼装
📝TCP协议
TCP（Transmission Control Protocol）即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
TCP协议段格式
4位首部长度：
16位窗口大小：
确认应答和TCP发送数据的模式
确认应答：
只有对方回应了你的话，你才能确认对方一定接收到了你的信息
TCP发送数据的模式：
32位序号：
32位确认序号：
6位标志位：
- URG： 紧急指针是否有效
- ACK： 确认号是否有效
- PSH： 提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走
- RST： 对方要求重新建立连接; 我们把携带RST标识的称为复位报文段
- SYN： 请求建立连接; 我们把携带SYN标识的称为同步报文段
- FIN： 通知对方, 本端要关闭了 我们称携带FIN标识的为结束报文段
URG：紧急指针是否有效
16位紧急指针：
PSH：尽快进行数据的向上交付
RST：对方要求重新建立连接
缓冲区：
📖总结
在探索传输层UDP（用户数据报协议）与TCP（传输控制协议）协议段格式的旅程即将告一段落之际，我们不禁对这两个协议在现代网络通信中所扮演的基石角色有了更深的理解与敬畏。
- UDP以其无连接、快速传输和最小开销的特点，成为对实时性要求高、能容忍一定数据丢失的应用场景的首选。
- 而TCP，则凭借其面向连接、可靠传输、流量控制和错误检测与纠正的机制，构建了互联网通信的坚固基石，确保了数据在复杂多变的网络环境中准确无误地送达。
让我们带着这份收获，继续在技术的海洋中遨游，不断探索未知，用我们的智慧与热情，为构建更加高效、安全、可靠的互联网世界贡献力量。在传输层协议的引领下，让我们携手前行，共创网络技术的辉煌未来。
希望本文能够为你提供有益的参考和启示，让我们一起在编程的道路上不断前行！
谢谢大家支持本篇到这里就结束了，祝大家天天开心！
