傳輸層的通信技術有哪些

1. 傳輸層協議（TCP, UDP）

傳輸層定義了主機應用程序之間端到端的連通性。傳輸層中最為常見的兩個協議分別是傳輸控制協議TCP（Transmission Control Protocol）和用戶數據報協議UDP（User Datagram Protocol）。

為了簡化問題說明，本課程以Telnet為例描述相關技術。設備支持通過Telnet協議和Stelnet協議登錄。使用Telnet，Stelnet v1協議存在安全風險，建議你使用STelnet v2登錄設備。
為了簡化問題說明，本課程以FTP為例來描述相關技術。設備支持通過FTP協議，TFTP以及SFTP傳輸文件。使用FTP，TFTP，SFTP v1協議存在風險，建議使用SFTP v2方式進行文件操作。

TCP是一種面向連接的傳輸層協議，提供可靠的傳輸服務。

TCP是一種面向連接的端到端協議。TCP作為傳輸控制協議，可以為主機提供可靠的數據傳輸。TCP需要依賴網路協議為主機提供可用的傳輸路徑。

TCP允許一個主機同事運行多個應用進程。每台主機可以擁有多個應用埠，沒對埠號，源和目標IP地址的組合唯一地標識了一個會話。埠分為知名埠和動態埠。有些網路服務會使用固定的埠，這類埠稱為知名埠，埠號范圍為 0~1023 。
比如：FTP，HTTP，Telnet，SNMP服務均使用知名埠。
動態埠范圍 1024~65535 ，這些埠號一般不會固定分配給某個服務，也就是說許多服務都可以使用這些埠。只要運行的程序向系統提出訪問網路的申請，那麼系統就可以從這些埠號中分配一個供該程序使用。

TCP通常使用IP作為網路層協議，這是TCP數據被封裝在IP數據包內。TCP數據段由TCP Header（頭部）和TCP Data（數據）組成。TCP最多可以有60個位元組的頭部，如果沒有Options欄位，正常的長度是20位元組。

TCP Header是由如上圖標識一些欄位組成，這里列出幾個常用欄位。

注意：

1）主機A（通常也叫客戶端）發送一個標識了SYN數據段，標識期望與伺服器A建立連接，此數據段的序列號（seq）為a；
2）伺服器A回復標識了SYN+ACK的數據段，此數據段的序列號（seq）為b，確認序列號為主機A的序列號加1（a+1），以此作為對主機A的SYN報文的確認。
3）主機A發送一個標識了ACK的數據段，此數據段的序列號（seq）為a+1，確認序列號為伺服器A的序列號加1（b+1），以此作為對伺服器A的SYN報文段的確認。

TCP是一種可靠的，面向連接的全雙工傳輸層協議。
TCP連接的簡歷是一個三次握手的過程。

TCP的可靠傳輸還提現在TCP使用了確認技術來確保目的設備收到了從源設備發來的數據，並且是准確無誤的。
確認技術的工作原理如下：
目的設備接收到源設備發送的數據段時，會向源端發送確認報文，源設備收到確認報文後，繼續發送數據段，如此重復。
如圖所示，主機A向伺服器A發送TCP數據段，為描述方便假設每個數據段的長度都是500個位元組。
當伺服器A成功收到序列號是M+1499的位元組以及之前的所有位元組時，會以序列號M+1400+1=M+1500進行確認。另外，由於數據段N+3傳輸失敗，所以伺服器A未能收到序列號為M+1500的位元組，因此伺服器A還會再次以序列號M+1500進行確認。

注意：上面說到，數據段 N+3 傳輸失敗，那麼第二次確認號M+1500，主機A會將N+3，N+4，N+5全部發送一次。

TCP滑動窗口技術通過動態改變窗口大小來實現對端到端設備之間的數據傳輸進行流量控制。
如圖所示，主機A和伺服器A之間通過滑動窗口來實現流量控制。為了方便理解，此例中只考慮主機A發送數據給伺服器A時，伺服器A通過滑動窗口進行流量控制。

例子中：
主機A向伺服器發送4個長度為1024位元組的數據段，其中主機的窗口大小為4096個位元組。伺服器A收到第3個位元組之後，緩存區滿，第4個數據段被丟棄。伺服器以ACK3073（1024*3=3072）響應，窗口大小調整為3072，表明伺服器的緩沖區只能處理3072個位元組的數據段。於是主機A改變其發送速率，發送窗口大小為3072的數據段。

主機在關閉連接之前，要確認收到來自對方的ACK。

TCP支持全雙工模式傳輸數據，這意味著統一時刻兩個方向都可以進行數據的傳輸。在傳輸數據之前，TCP通過三次握手建立的實際上是兩個方向的連接，一次在傳輸完畢後，兩個方向的連接必須都關閉。
TCP連接的建立是一個三次握手過程，而TCP連接的終止則要經過四次揮別。

如圖：
1.主機A想終止連接，於是發送一個標識了FIN，ACK的數據段，序列號為a，確認序列號為b。
2.伺服器A回應一個標識了ACK的數據段，序列號為b，確認序號為a+1，作為對主機A的FIN報文的確認。
3.伺服器A想終止連接，於是向主機A發送一個標識了FIN，ACK的數據段，序列號為b，確認好為a+1。
4.主機A回應一個標識了ACK的數據段，序列號為a+1，確認序號為b+1，作為對伺服器A的FIN報文的確認。
以上四次交互完成了兩個方向連接的關閉。

TCP斷開連接的步驟，這個比較詳細：
https://blog.csdn.net/ctrl_qun/article/details/52518479

UDP是一種面向無連接的傳輸層協議，傳輸可靠性沒有保證。

當應用程序對傳輸的可靠性要求不高時，但是對傳輸速度和延遲要求較高時，可以用UDP協議來替代TCP協議在傳輸層控制數據的轉發。UDP將數據從源端發送到目的端時，無需事先建立連接。UDP採用了簡單，容易操作的機制在應用程序間傳輸數據，沒有使用TCP中的確認技術或滑動窗口機制，因此UDP不能保證數據傳輸的可靠性，也無法避免接受到重復數據的情況。

UDP頭部僅佔8個位元組，傳輸數據時沒有確認機制（注意，但是有校驗和）。

UDP報文分為UDP報文頭和UDP數據區域兩個部分。報頭由源埠，目的埠，報文長度以及校驗和組成。UDP適合於實時數據傳輸，比如語音和視頻通信。相比TCP，UDP的傳輸效率更高，開銷更小，但是無法保證數據傳輸可靠性。UDP頭部的標識如下：
1）16位源埠號：源主機的應用程序使用的埠號。
2）16位目的埠號：目的主機的應用程序使用的埠號。
3）16位UDP長度：是指UDP頭部和UDP數據的位元組長度。因為UDP頭部長度是8位元組，所以欄位的最小值為8。
4）16位UDP校驗和：該欄位提供了與TCP校驗欄位同樣的功能；該欄位是可選的。

使用UDP傳輸數據時，由 應用程序 根據需要提供報文到達確認，排序，流量控制等功能。

主機A發送數據包時，這些數據包是以有序的方式發送到網路中的，每個數據包獨立地在網路中被發送，所以不同的數據包可能會通過不同的網路徑叨叨主機B。這樣的情況下，先發送的數據包不一定先到達主機B。因為UDP數據包沒有序號，主機B將無法通過UDP協議將數據包按照原來的順序重新組合，所以此時需要 應用程序 提供報文的到達確認，排序和流量控制等功能（也就是說UDP報文的到達確認，排序和流量控制是應用程序來確定的）。通常情況下，UDP採用實時傳輸機制和時間戳來傳輸語音和視頻數據。

UDP適合傳輸對延遲敏感的流量，如語音和視頻。
在使用TCP協議傳輸數據時，如果一個數據段丟失或者接受端對某個數據段沒有確認，發送端會重新發送該數據段。
TCP重新發送數據會帶來傳輸延遲和重復數據，降低了用戶的體驗。對於延遲敏感的應用，少量的數據丟失一般可以被忽略，這是使用UDP傳輸能夠提升用戶的體驗。

總結：
1.TCP頭部中的確認標識位有什麼作用呢？
TCP報文頭中的ACK標識位用於目的端對已接受到數據的確認。目的端成功收到序列號為x的位元組後，會以序列號x+1進行確認。
2.TCP頭部中有哪些標識位參與TCP三次握手？
在TCP三次握手過程中，要使用SYN和ACK標識位來請求建立連接和確認建立連接。

2. 傳輸層有哪些協議

傳輸層協議：

1、傳輸控制協議TCP

2、用戶數據報協議UDP

TCP協議：面向連接的可靠傳輸協議。利用TCP進行通信時，首先要通過三步握手，以建立通信雙方的連接。TCP提供了數據的確認和數據重傳的機制，保證發送的數據一定能到達通信的對方。

UDP協議：是無連接的，不可靠的傳輸協議。採用UDP進行通信時不用建立連接，可以直接向一個IP地址發送數據，但是不能保證對方是否能收到。

(2)傳輸層的通信技術有哪些擴展閱讀：

OSI模型（OSI model），一種概念模型，由國際標准化組織提出，一個試圖使各種計算機在世界范圍內互連為網路的標准框架。定義於ISO/IEC 7498-1。

OSI將計算機網路體系結構(architecture）劃分為以下七層：

1、物理層: 將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人。

2、數據鏈路層: 決定訪問網路介質的方式。

3、網路層: 使用權數據路由經過大型網路 相當於郵局中的排序工人。

4、傳輸層: 提供終端到終端的可靠連接 相當於公司中跑郵局的送信職員。

5、會話層: 允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書。

6、表示層: 協商數據交換格式 相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理。

7、應用層: 用戶的應用程序和網路之間的介面老闆。

3. 物聯網用到了哪些通信技術

通訊技術主要有四個：tcp/ip、3G、蜂窩網路、雲計算
tcp/ip：名為傳輸控制協議/網際網路互聯協議，又名網路通訊協議，是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網路的基礎，由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成， TCP/IP 定義了電子設備如何連入網際網路，以及數據如何在它們之間傳輸的標准。
3G：是第三代移動通信技術，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。
蜂窩網路:是一種移動通信硬體架構，把行動電話的服務區分為一個個正六邊形的小子區，每個小區設一個基站，形成了形狀酷似「蜂窩」的結構，因而把這種移動通信方式稱為蜂窩移動通信方式。可分為模擬蜂窩網路和數字蜂窩網路，主要區別於傳輸信息的方式。
雲計算：是基於互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。雲是網路、互聯網的一種比喻說法。

4. 傳送層主要協議包括哪些

傳送層主要協議包括：

1、TCP：

TCP是一個可以保證可靠數據傳輸的傳輸層協議，主要採用採用以下四個機制實現數據可靠性傳輸。面向連接的傳輸協議（TCP），數據傳輸之前必須先建立連接，數據傳輸完成之後，必須釋放連接。

僅支持單播傳輸，每條傳輸連接只能有兩個端點，只能進行點對點的連接，不支持多播和廣播的傳輸方式。

2、UDP：

UDP 是User Datagram Protocol的簡稱， 中文名是用戶數據報協議，是OSI（Open System Interconnection，開放式系統互聯） 參考模型中一種無連接的傳輸層協議。

提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務，IETF RFC 768是UDP的正式規范。UDP在IP報文的協議號是17。

重要性：

傳輸層是整個協議層次結構的核心，是唯一負責總體數據傳輸和控制的一層。在OSI七層模型中傳輸層是負責數據通信的最高層，又是面向網路通信的低三層和面向信息處理的高三層之間的中間層。

因為網路層不一定保證服務的可靠，而用戶也不能直接對通信子網加以控制，因此在網路層之上，加一層即傳輸層以改善傳輸質量。

傳輸層利用網路層提供的服務，並通過傳輸層地址提供給高層用戶傳輸數據的通信埠，使系統間高層資源的共享不必考慮數據通信方面和不可靠的數據傳輸方面的問題。

它的主要功能是：對一個進行的對話或連接提供可靠的傳輸服務，在通向網路的單一物理連接上實現該連接的復用，在單一連接上提供端到端的序號與流量控制、差錯控制及恢復等服務。

5. 傳輸層有哪些協議

傳輸層位於OSI七層網路模型中的第四層，協議有TCP
·
UDP
·
TLS
·
DCCP
·
SCTP
·RSVP
·
PPTP。OSI（Open
System
Interconnection，開放系統互連）七層網路模型稱為開放式系統互聯參考模型
，是一個邏輯上的定義，一個規范，它把網路從邏輯上分為了7層。每一層都有相關、相對應的物理設備，比如路由器，交換機。建立七層模型的主要目的是為解決異種網路互連時所遇到的兼容性問題，其最主要的功能就是幫助不同類型的主機實現數據傳輸。它的最大優點是將服務、介面和協議這三個概念明確地區分開來，通過七個層次化的結構模型使不同的系統不同的網路之間實現可靠的通訊。
【1】物理層：主要定義物理設備標准，如網線的介面類型、光纖的介面類型、各種傳輸介質的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流（就是由1、0轉化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地後在轉化為1、0，也就是我們常說的數模轉換與模數轉換），這一層的數據叫做比特。
【2】數據鏈路層：定義了如何讓格式化數據以進行傳輸，以及如何讓控制對物理介質的訪問，這一層通常還提供錯誤檢測和糾正，以確保數據的可靠傳輸。
【3】網路層：在位於不同地理位置的網路中的兩個主機系統之間提供連接和路徑選擇，Internet的發展使得從世界各站點訪問信息的用戶數大大增加，而網路層正是管理這種連接的層。
【4】傳輸層：定義了一些傳輸數據的協議和埠號（WWW埠80等），如：TCP（傳輸控制協議，傳輸效率低，可靠性強，用於傳輸可靠性要求高，數據量大的數據），UDP（用戶數據報協議，與TCP特性恰恰相反，用於傳輸可靠性要求不高，數據量小的數據，如QQ聊天數據就是通過這種方式傳輸的），
主要是將從下層接收的數據進行分段和傳輸，到達目的地址後再進行重組，常常把這一層數據叫做段。
【5】會話層：通過傳輸層（埠號：傳輸埠與接收埠）建立數據傳輸的通路，主要在你的系統之間發起會話或者接受會話請求（設備之間需要互相認識可以是IP也可以是MAC或者是主機名）。
【6】表示層：可確保一個系統的應用層所發送的信息可以被另一個系統的應用層讀取。例如，PC程序與另一台計算機進行通信，其中一台計算機使用擴展二一十進制交換碼（EBCDIC），而另一台則使用美國信息交換標准碼（ASCII）來表示相同的字元。如有必要，表示層會通過使用一種通格式來實現多種數據格式之間的轉換。
【7】應用層：
是最靠近用戶的OSI層，這一層為用戶的應用程序（例如電子郵件、文件傳輸和終端模擬）提供網路服務。