计算机网络第5版：运输层协议详解

"该资源是计算机网络第5版的PPT课件，由著名计算机科学家谢希仁制作，重点讲解了运输层的相关内容，包括运输层协议概述、用户数据报协议UDP、传输控制协议TCP、可靠传输的工作原理、流量控制、拥塞控制以及TCP的运输连接管理等关键知识点。" 在计算机网络中，运输层是OSI模型或TCP/IP模型的第四层，它负责端到端的数据传输，为上层的应用进程提供服务。运输层协议主要有两种，即无连接的用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)和面向连接的传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)。 5.1.1 运输层协议概述 运输层协议的作用是在网络边缘的主机之间提供进程间的通信，它向上与应用层交互，向下则依赖于网络层来实现数据在网络中的传输。运输层不介入网络内部的路由器操作，仅关注源主机与目的主机间的通信。 5.2 用户数据报协议UDP UDP是一种简单且高效的协议，它不保证数据的可靠传输，没有拥塞控制和流量控制机制，适合实时性要求高的应用场景，如DNS查询、流媒体播放等。其首部格式简洁，包含源和目的端口号以及长度和校验和字段。 5.3 传输控制协议TCP TCP是互联网中最核心的协议之一，它提供了面向连接、可靠的字节流服务，包括顺序传输、错误检测与纠正、流量控制和拥塞控制。TCP连接是通过三次握手建立的，并通过四次挥手释放。TCP报文段的首部包含源和目的端口号、序列号、确认号以及控制位等信息。 5.4 可靠传输的工作原理 为了确保数据的可靠性，TCP采用了一系列机制，如停止等待协议、连续ARQ协议，以及超时重传和选择确认SACK。 5.5-5.9 流量控制、拥塞控制及TCP连接管理 流量控制是通过滑动窗口机制来防止接收方被淹没，同时考虑到传输效率。拥塞控制旨在避免网络拥塞，通常采用慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等策略。TCP的运输连接管理包括连接建立（三次握手）和连接释放（四次挥手），并通过有限状态机来规范这些过程。 运输层的端口（Port）是标识应用进程的逻辑地址，使得多个应用进程可以在同一台主机上并行工作，通过不同的端口号接收和发送数据。端口号分为熟知端口、注册端口和动态/私有端口，用于区分不同服务。 总结来说，运输层是实现端到端通信的关键层次，它的主要任务是保证数据的可靠传输，同时通过TCP和UDP为不同类型的服务提供适应性的协议支持。理解运输层的工作原理对于理解和优化网络性能至关重要。