计算机网络——传输层协议分析
传输层——TCP 协议
TCP 概述
TCP（Transmission Control Protocol） 是 传输层 协议，提供可靠的、面向连接的通信。
特点：
- 可靠性：通过序列号、确认机制和重传确保数据无丢失。
- 流量控制：使用滑动窗口控制发送速率。
- 拥塞控制：避免网络过载。
应用场景：HTTP、FTP、SMTP 等需要可靠传输的场景。
头部格式
TCP 三次握手
TCP 通过 三次握手 建立连接，确保双方准备好通信：
- SYN：客户端发送同步报文（SYN = 1，Seq = x）。
- SYN-ACK：服务器响应同步确认（SYN = 1，ACK = 1，Seq = y，Ack = x+1）。
- ACK：客户端确认（ACK = 1，Seq = x+1，Ack = y+1）。
TCP 四次挥手
[!tip]
挥手断开连接，客服端、服务器均可主动发起。
- FIN： 客户端发送结束报文（FIN = 1，Seq = u），表示客户端无数据发送，请求断开连接。
- ACK： 服务器响应确认（ACK = 1，Seq = v，Ack = u + 1），告知客户端收到结束请求，但连接未立即关闭。
- FIN： 服务器发送结束报文（FIN = 1，ACK = 1，Seq = w，Ack = u + 1），服务器也准备关闭连接。
- ACK： 客户端确认（ACK = 1，Seq = u + 1，Ack = w + 1），客户端确认后，等待一段时间确保服务器收到确认后，连接彻底关闭。
抓包 TCP
- 方式一：kali 上开启监听
nc -lvnp 12345，Windows 上 nc 连接 kali 的端口nc 192.168.85.99 12345，随后选定 VMnet8 网卡，过滤器 tcp，开启捕获。 - 方式二：在 Wireshark 开启捕获后，找一个 tcp 流量或基于 tcp 解封装的应用层流量(tls、http、ftp 等)，随后追踪流。
传输层——UDP 协议
[!warning]
UDP 协议是没有连接，不可靠的。
概述
UDP（User Datagram Protocol） 是 传输层 协议，提供无连接、不可靠但高效的通信。
特点：
- 无连接：无需建立连接，直接发送数据。
- 不可靠：不保证数据到达或顺序。
- 低开销：适合实时应用。
应用场景：DNS、视频流等。
头部格式
TCP 与 UDP 区别
| 特性 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 连接性 | 面向连接（三次握手） | 无连接 |
| 可靠性 | 可靠（确认、重传、流量控制） | 不可靠（无确认、无重传） |
| 速度 | 较慢（因可靠性机制） | 较快（低开销） |
| 数据顺序 | 保证顺序 | 不保证顺序 |
| 应用场景 | HTTP、FTP、SMTP | DNS、视频流 |
TCP 与 UDP 的应用
| 分类 | 应用场景 | ||
|---|---|---|---|
| TCP | Web 浏览 | 需可靠传输网页内容 (HTML/CSS/JS) ，确保页面完整加载 | Chrome、Safari (HTTP/HT) |
| 文件传输 | 不分许数据丢失或乱序 (如大型安装包传输) | FileZilla、WinSCP (FTP/SFT) | |
| 电子邮件 | 邮件内容及附件必须完整送达 | SMTP/POP3/IMAP | |
| 数据库操作 | 依赖 TCP 保证 SQL 查询结果的准确性 | MySQL、Oracle | |
| 远程登录 | 交互命令需按序列达 (如服务器管理) | SSH、Telnet | |
| 金融交易 | 要求数据 100%可靠 (如转账、证券交易) | 银行系统、证券交易平台 | |
| UDP | 实时音视频传输 | 容忍少量丢帧，但要求低延迟 (视频会议、直播) | Zoom、抖音 (RTP 协议) |
| DNS 查询 | 短小请求需快速响应，单一请求-回复模式 | DNS 协议 | |
| IoT 设备通信 | 传感器数据最小包频率 (如温度度上报) | 智能家居传感器 | |
| 广播/多播应用 | 需向多个终端同步发送 (如 IPTV、时间同步) | IPTV、NTP 协议 | |
| 网络电话 | 优先保证实时性，轻微丢包不影响通话 | 微信语音通话 | |
KCP
概述
- KCP 是一种基于 UDP 的快速可靠传输协议，旨在结合 UDP 的速度和 TCP 的可靠性。
特点
- 基于 UDP 构建，但通过 ARQ（自动重传请求）实现可靠性。
- 优化拥塞控制，减少延迟。
- 提供可调参数（如重传次数、窗口大小）。
工作原理
- 在 UDP 上实现序列号、确认机制和重传。
- 使用滑动窗口控制流量。
- 优化低延迟场景，如游戏、实时通信。
应用场景
- 游戏服务器（如《王者荣耀》）。
- 实时音视频传输。
- IoT 设备通信。
