目录
前置知识
再谈端口号
几个函数
netstat
telnet
UDP报文
UDP协议端格式
UDP首部：
UDP的特点
UDP的缓冲区
TCP报文详解
Tcp报头详解
传输层是在应用层的下面一层，我们在讲解传输层协议之前，先来说一说一些前置知识即命令函数等；然后，我们本节主要来介绍UDP、TCP的报文。
前置知识
再谈端口号
端口号(Port)标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序;
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(可以通过
netstat -n查看);（协议号一般是指用的是哪种协议 ）
通过端口号，加上我们的ip，就是先了从一个主机到另外一个主机上的通信
端口号范围划分：
0-1023 属于知名端口；比如，
ssh服务器, 使用22端口
ftp服务器, 使用21端口
telnet服务器, 使用23端口
http服务器, 使用80端口
https服务器, 使用443
1024-65535：属于OS动态分配的端口号；可供用户使用的端口。
我们自己写一个程序使用端口号时, 要避开这些知名端口号
几个函数
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：
-n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字
-l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
-p 显示建立相关链接的程序名
-t (tcp)仅显示tcp相关选项
-u (udp)仅显示udp相关选项
-a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关
可以查看一下网络状态信息。
telnet
telnet [-d] [-a] [-n tracefile] [-e escapechar] [[-l user] host [port]]用于远程登录。相关参数的意义可参考：
Telnet的命令 - Lunaa - 博客园
UDP报文
UDP协议端格式
UDP不保证可靠性。实际上，它啥也不保证。它里面只有一个校验和的东西，用于检验报文是否被破坏，当发现被破坏后，它啥也不管，直接丢弃。当然，这也保证了其高效快速。（DNS协议就是基于udp的）
UDP首部：
对应的源码：
UDP的脑袋上面还有协议，那么其就必须要解决：数据和有效载荷分离的问题。
怎么做呢？
我们知道，UDP是属于定长报头。就是说，其报头是长度是一定的。前面的8个字节就是报文，后面的就是数据。
udp拿到有效载荷后，要交付给自己上层的协议没错，但是上层的用户协议本质上是一个进程绑定在一起的。
那我怎么知道我要交给脑袋顶上的哪个进程？
在udp上有16为目的端口号。用端口号去查找进程是采用哈希的算法来去查找的。
在前面的16位源端口号就是客户端的端口号。就相当于recvfrom()函数里面的sin_port
而所要读的有效载荷就是通过udp16位长度来确定。通过这个16位udp长度来去确定判断我的这个报文有没有读完，从而确保交付给上层的是一个完整的udp报文
16位UDP长度, 表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度;
16位UDP校验和，用来检验报文是否完整。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.
三个特点：
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
不返回任何错误信息;
面向数据报: 不能够灵活的 控制读写数据的次数和数量
我们来解释一下面向数据报：
应用层交给UDP多长的报文, UDP原样发送, 既不会拆分, 也不会合并;（核心）
用UDP传输100个字节的数据，如果发送端调用一次sendto, 发送100个字节, 那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom, 接收100个字节; 而不能循环调用10次recvfrom, 每次接收10个字节;
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;（之所以有缓冲区，是为了提高IO的效率）
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; （但是TCP不会存在这个问题）
如果缓冲区满了（实际上就是一块内存）, 再到达的UDP数据就会被丢弃;（但是TCP不会存在这个问题）
UDP的socket既能读, 也能写, 这叫做 全双工
基于UDP的应用层协议：
NFS: 网络文件系统
TFTP: 简单文件传输协议
DHCP: 动态主机配置协议
BOOTP: 启动协议(用于无盘设备启动)
DNS: 域名解析协议
不可靠有哪些情况？
发生丢包、乱序、错误、缓冲区溢出等情况。
那我们能不能设计一种协议方案，使得其能够保证可靠性呢？
当然，它就是TCP（当然tcp解决的不止这些问题）
TCP报文详解
我们本节，主要来讲TCP的报头（报文格式）
Tcp报头详解
图示：
源码：
首先对于tcp协议而言，作为传输层协议，其还是需要解决两个问题：数据包和有效载荷分离 以及我要交付给上层哪一个协议的问题。
【四位首部长度、有效载荷分离及向上交付】
1、4为首部长度即可以让我们让我们知道什么时候能将报头读完。
它表示该TCP头部有多少个32位bit(有多少个4字节) 即每个值按照四个字节来计算;
2、因此选项的大小最多为60-20 = 40个字节，首部长度最少为5。选项也是报头。
3、所以其要实现报头和有效载荷分离：先无脑式地把20个字节拿下来，然后再读四位首部长度，根据四位首部长度的值来去判别是否需要读取选项。
【接下来：】
4、根据目的端口号，经过哈希算法，找到对应的进程。
5、注意到，这里的tcp并没有读取数据的大小的参数。即这里只有数据首部长度，没有数据总长度。原因很简单，是因为其不需要。因为tcp并不需要按照数据块交付。它收到了数据只要放置在自己的缓冲区里就可以了。其是面向字节流的。上层怎么读由上层决定。
6、那我怎么检验数据的完整性呢？答案就是用16位校验和。如果你少了些许报文或者是多了报文，那么校验和一定会有问题（即校验失败）发送端填充, CRC校验. 接收端校验不通过, 则认为数据有问题. 此处的检验和不光包含TCP首部, 也包含TCP数据部分.
7、关于32位序号和确认序号：
a.关于可靠性：有绝对可靠性和相对可靠性。
（1）加入客户端给服务器发了一个消息，客户端怎么知道服务器收到了呢？原因是：服务器在收到之后，会向客户端发送一个ACK（应答）。对于客户端而言，其意义就是：我之前发送的消息服务器都收到了。
（2）但是，我们会发现，在通信过程当中，永远会有最新的一条消息没有ACK。（注意：不需要对ACK再次ACK了）
（3）所以，在互联网通信过程当中，是没有绝对可靠性的。但是有局部相对可靠性（是不是有马克思主义原理的味道了hhhh）。
（4）故：只要收到了对应的应答，认为之前的数据对方已经收到。这种机制，称为确认应答机制。（我们后面还会说）
（5）对于client而言，不论是在其将数据发送给服务器的时候数据丢失，还是服务器返回的ACK丢失，其都认为自己的数据对方没有收到，这个时候，就会有超时重传机制。 而重传到服务器之后，服务器如果在一段时间内收到了相同的报文，其也就知道自己的ACK丢了。（ACK一般不携带数据，单次简单的应答。当然当代的数据通信中也可能会携带数据）
b.那么这两个序号是干什么的呢？
(1)我们知道，即便同一时间段发送的信息，其发送的消息是串行的，但是其有可能在接收的时候乱序。（这个与路径选择有关）
(2)但是，如果我们将我们发送的每一条信息编号，那么就不用担心乱序的情况了。
(3)所以，序号是为了保证客户端->服务端的按序到达。当一条信息收到之后，会发送ACK。而客户端收到ACK之后，意味着在这个序列之前的所有信息服务器都收到了。
（4）在ACK进行确认时，其返回的确认序号应当是发送过来的原始序号+1.
（比如，我发送出去了一个序号位7的数据，那么其返回的确认序号位8.对于客户端而言，这个8的意思：8之前的数据，我服务器全部都收到了，接下来服务器想让我从8开始发。注意，即使这个时候含有确认序号6、7的ACK丢了，但是也不需要重传了，因为我收到了8，就代表着服务器端在7之前的数据都收到了。这种机制的存在，就允许了ACK有部分的丢包情况）
注意：由于TCP是全双工的，双方的通信地位对等，即一方在接收数据的同时，也可以发送数据。我接收的时候，重点关注的是32位序号，而其作为收到应答的时候，关注的是确认序号。
所以，在一个报头当中，32位序号和32位确认序号同时存在。
所以，序号主要解决的是按序到达的问题（当然，其也让确认应答更加准确和高效）。为什么要用两套，是因为tcp是全双工的。
所以，ACK和序号解决了丢包问题（引发其超时重传机制），而序号解决了乱序的问题。
8、我们之前在看sock源码的时候，发现其有一个receive_queue和write_queue，其含义就是发送缓冲区和接收缓冲区。（我们后面会继续说）
9、如果用户区的数据计算比较复杂，而传输又比较快，就有可能会出现接收缓冲区满了的问题。这个时候，如果继续传送，就有可能会出现报文丢失的问题。
10、16位窗口大小为：接收缓冲区（发送方的）的剩余空间的大小。从这里的窗口大小，就可以实现流量控制。
11、六个标志位：SYN表示该报文是一个链接请求的报文。如果没有SYN/FIN，就说明其是一个正常的数据。（FIN表示断开连接的报文）ACK表示应答确认。即该报文具有确认机制作用。
PSH即push：表示催促，希望对方将报文尽快向上交付、发送方快速清空。RST见下。UGR：打破数据的按序到达。表示当前携带的报文中需要优先被处理。（类似插队）
关于RST：
它和TCP的三次握手有关。虽然具体细节我们还没有说，但是我们已经有了三次握手建立连接的这样一个概念。试想，是不是三次握手一定能建立成功？答案当然是否定的。当第一次或者第二次的报文丢了的话，我们实际上并不担心，因为这个时候，我们的客户端并未和服务器处于连接的状态。
但是如果第三次丢了（但实际上，这种概率很小），这个时候，我们的客户端并不知道，而它自己已经处于established状态了。 （因为其已经收到了服务器的ACK）但是我们的服务器并未处于连接状态。
这个时候，客户端认为连接已经建立成功了，所以就正常发数据。但是这个时候服务器并未建立连接，在收到数据之后，会向客户端发送一个含有RST的报文（reset），即希望客户端重新建立连接。
12、16位指针就是URG的偏移量。紧急指针又叫做带外数据。（这个我们可以在recv函数的最后一个参数中手动设置。比如设置位MSG_OOB，就表示要读取这个紧急指针标志位。注意，这里的紧急指针只能插一个数据，因为其没有结束的范围标识）
