1. 作用：在不同主机的应用程序端点之间传送应用层报文（不同主机进程间的逻辑通信）
2. 报文段（segment）：将应用报文划分为较小的块，并未每块加上一个运输船首部以生成。
3. TCP（Transmission Control Protocol）
   1. 特点
      1. 面向连接的可靠的数据传输
      2. 全双工
      3. 点对点
         1. 在单个发送方和单个接收方之间的连接
      4. 面向字节流
   2. TCP可靠数据传输
      1. 设置定时器，等待确认包
      2. 快速重传
      3. GBN和SR协议的混合体
         1. 选择确认
   3. TCP连接管理
      1. 建立TCP连接：三次握手，报文段交换
      2. 关闭TCP连接：四次牵手（这是由TCP的半关闭特性造成的， 因为TCP连接是全双工的， 因此，需要TCP两端要单独执行关闭。）
      3. 不使用二次握手的原因：可能发生timeout或ACK损坏、丢失，导致服务器分配ESTAB，浪费buffer
   4. 拥塞控制
      1. 慢启动
         1. 当建立新的TCP连接时，拥塞窗口（congestion window，cwnd）初始化为一个数据包大小。 源端按cwnd大小发送数据，每收到一个ACK确认，cwnd就增加一个数据包发送量。
         2. 如果按上述慢启动的逻辑继续下去而不加任何控制的话，必然会发生拥塞
      2. 拥塞避免
         1. 如果当前cwnd达到慢启动阀值，则试探性的发送一个segment，如果server超时未响应， TCP认为网络能力下降，必须降低慢启动阀值，当丢包事件（或收到3个冗余ACK）发生时， cwnd的值被设置为1个MSS，将阈值记录为cwnd的一半，接下来进入快速恢复
      3. 快速重传
      4. 快速恢复
         1. 快速恢复看作是快速重传的后续处理
      5. 思考： 拥塞不可避免，单纯增加资源并不能避免拥塞的发生 数据包守恒原则
4. 区别
   1. TCP
      1. reliable、in-order、congestion control、flow control、connection
   2. UDP
      1. unreliable、unordered、no-frills extension of best effort、connectionless
5. UDP（User Datagram Protocol）
   1. UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了端口和差错检测的功能
      1. 端口
         1. 端口是用来标志应用层的进程。
         2. 端口用一个 16 bit 端口号进行标志。
         3. 端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。
         4. 0~1023范围的端口号称为周知端口号，它们限制于给周知应用层协议使用（如HTTP、FTP）
   2. 特点
      1. 发送数据时不需要建立连接
      2. 主机不需要维持复杂的连接状态表
      3. 用户数据报只有8个字节的首部开销
      4. 没有拥塞控制
   3. 使用UDP的示例：DNS、NFS、流式多媒体、因特网电话、SNMP、RIP、DHCP
   4. UDP检验和（checksum）
      1. 差错检测过程： 1.发送方的UDP对报文段的所有16bit字相加求和然后对结果进行反码运算（求和时遇到的任何溢出都被回卷，即继续加上去），得到检验和。 2.在接收方，发送方的全部16bit字和检验和加在一起，如果结果全部为1（例如1111111111），则该分组中没有引入差错；如果出现0，则该分组出现了差错
6. 多路复用和多路分解
   1. 多路复用：从源主机的不同套接字中收集数据块 并为每个数据块封装上首部信息从而生成报文段， 然后将报文段传递到网络层
      1. 要求： 1.套接字具有唯一标识符 2.每个报文段有特殊字段（如源端口号字段和目的端口号字段）来指示该报文段所有交付到的套接字
   2. 多路分解：将运输层报文段中的数据交付的正确的套接字
   3. 多路分解接收数据，多路复用发送数据
   4. 分类
      1. 无连接（UDP）
         1. UDP套接字包括一个目的IP地址和目的端口号
         2. 注意：两个具有相同目的IP地址和目的端口号的UDP报文段定向到相同的目的套接字
      2. 面向连接（TCP）
         1. TCP套接字包括源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号
         2. 注意：两个具有不同源IP地址和源端口号的TCP报文段定向到不同的目的套接字
7. 可靠数据传输原理
   1. 停等（stop and wait）协议
      1. 流程：发送方发送数据，然后等待接收方通过ACK或者NAK反馈
      2. 缺点：无法判断ACK、NAK是否受损；效率低，浪费资源
      3. ARQ（Automatic Repeat reQuest自动重传请求）协议，简单理解为发送方发送数据，然后等待接收方反馈，然后再相应发送数据
      4. 在ACK返回受损的情况下，接收方不知道下面收到的包是重复冗余的，需要序号来区分，1bit空间就足够了，因为一次只发送一个包
      5. 丢失情况：分组丢失；丢失ACK；过早超时。
   2. 流水线（pipelining）协议
      1. 允许发送方发送多个分组而无需等待确认
      2. 1、必须增加序号范围，因为每个传输的分组（不计重传的）必须有一个唯一的序号，而且也许有多个在传输中的未确认的分组；
      3. 2、协议的发送方和接收方也许必须缓存多个分组，发送方最低限制应当能缓存那些已发送但没有确认的分组，接收方也许需要缓存那些已正确接收的分组；
      4. 3、所需序号范围和对缓冲的需求取决于数据传输协议处理丢失、损坏及过度延时分组的方式等。
      5. 解决流水线的差错恢复有两种基本方法：回退N步和选择重传
   3. 滑动窗口（sliding window）协议
      1. 发送方和接收方各有一个缓存数组 每个数组有个两个扫描指针，开头和结尾，一起向后扫描，两者形成一个窗口。
      2. 发送方存放着：已发生且成功确认包序号、已发送未确认包序号 （已发送已确认包序号序号|已发送未确认包序号）*、未发送包序号； 接收方存放着：已接受包序号、正在接收包序号、未接收包序号。
      3. 为什么需要设置一个窗口长度，因为流量控制，不能无限制的发送数据包。
      4. 一般说窗口长度是指发送方的窗口长度， 既是len（已发送未确认包序号 （已发送已确认包序号序号|已发送未确认包序号）*）， 而接收方缓存数组对应GBN和SR都有不同表现，因为两者针对差错到达帧由不同的处理方式。
   4. 回退N步(Go-Back-N,GBN)
      1. 过程：接收方则是只接受最小的未接受帧，对错序到达帧，都丢弃。 对序号为n的分组的确认采取的是累计确认（cumulative acknowledgment）的方式， 表明在接收方已确认接收到序号n以前（包括n在内）的所有组。
      2. 缺点：当窗口长度和带宽时延积累都很大时， 一个单个分组的差错就可能引起GBN重传大量分组，许多分组根本就不要重传。
   5. 选择重传(Selective Repeat,SR)
      1. SR接收方将确认一个正确接收的分组而不管其是否按序到达的。 错序到达帧将会被缓存直到所有丢失帧（即序号更小的帧）都被接收到， 这时才将这一批帧按序交付给上层。