传输层是OSI(开放系统互连参考模型)中的一个重要层级,主要负责在不同的主机之间提供可靠的通信服务。其主要功能包括数据的分段传输、数据流的控制、数据流建立和终止,同时传输层能够为应用程序提供一些重要的服务,如端口号识别、数据的加密/解密等。
在传输层,主要利用UDP(用户数据报协议)和TCP(传输控制协议)两种协议来完成数据传输的任务。UDP是一种无连接的协议,采用简单的数据包交换方式。而TCP则是一种面向连接的协议,采用三次握手的方式进行连接建立,对数据传输过程进行细致的监视和控制。下面我们将以TCP协议作为例子,来讲解传输层的工作原理。
1. 连接建立阶段
在传输层,TCP协议通过三次握手来完成连接的建立。三次握手的整个过程如下:
a. 客户端向服务器发送SYN请求数据报,请求建立连接;
b. 服务器收到客户端发送来的SYN请求报文后,向客户端发送SYN-ACK应答数据报,表示接收到请求,此时已经准备好建立连接;
c. 客户端收到服务器的SYN-ACK应答数据报后,向服务器发送ACK确认数据报,表示客户端已经准备好建立连接。
这三步过程完成后,TCP连接就建立起来了。
2. 数据传输阶段
TCP协议在数据传输过程中,要确保数据能够到达目的地,并且数据传输的速度要适应网络的状况。因此,在数据传输阶段,TCP采用了如下的策略:
a. 将数据分为若干个数据段,使用序号和确认号标识数据;
b. 需要确认接收方收到数据,接收方没有收到确认信息时,会重新发送数据;
c. 要能够适应网络注意,进而调节数据的传输速度,发现拥塞就减缓发送数据的速度。
3. 结束连接阶段
当数据传输完成后,需要结束TCP连接,TCP协议采用四次挥手的方式来结束连接。四次挥手的过程如下:
a. 客户端向服务器发送FIN报文,请求关闭连接;
b. 服务器收到客户端的FIN报文后,发送一个ACK确认报文,表示接收到请求;
c. 服务器自己也向客户端发送一个FIN报文,请求关闭连接;
d. 客户端收到服务器的FIN报文后,向服务器发送ACK报文,表示客户端收到了服务器的FIN报文。
这四步正常情况下完成后,TCP连接就被正常的关闭。
综上所述,传输层的工作原理主要体现在TCP协议的使用上。TCP协议通过三次握手建立连接、分段传输、流量控制和四次挥手关闭连接,提供了可靠的传输服务,也为应用程序提供了一些必要的服务,如数据加密、端口号识别等。