传输层：端到端可靠性与服务实现

在IT领域中，传输层（Layer 4）是计算机网络架构中的关键层次，它的引入主要为了优化和弥补网络层（Layer 3）的不足。网络层虽然负责点对点的数据传输，但其本身是不可靠的，存在数据包丢失、乱序等问题。传输层的主要目标是提供端到端的、可靠的通信服务，确保数据能从源主机的进程安全地传递到目的主机的进程，从而实现应用程序之间的无缝通信。 传输实体是完成传输层功能的硬件和软件组件，它们根据网络层提供的服务向应用层提供两种类型的服务：TCP（Transmission Control Protocol）提供可靠的服务，确保数据的有序传输和错误检测，而UDP（User Datagram Protocol）则是一种尽力而为的服务，不保证数据的顺序和完整性，但传输速度快。 传输服务分为两类：面向连接和无连接。面向连接的服务包括连接建立、数据传输和连接释放三个阶段，如TCP的三次握手过程，用于同步双方的状态并确认数据完整。无连接的服务则无需预先建立连接，数据发送后立即释放资源，例如UDP。 传输服务的原语（Primitive）是应用程序通过传输服务访问的方式，如在Berkeley Sockets中，常用的原语有Socket（创建套接字）、Bind（绑定地址）、Listen（监听连接请求）、Accept（接受连接）、Connect（建立连接）、Send（发送数据）、Receive（接收数据）和Close（关闭连接）。这些原语体现了全双工数据传输和对称连接释放的特点。 复杂连接管理，如TCP的三次握手，是为了解决网络问题如包丢失和延迟重复包。在三次握手中，A首先发送一个请求（CRTPDU），B确认后发送确认信息（CCTPDU），A再次确认并发送第一个数据TPDU，确保数据的正确性和顺序。丢弃过时的包是处理延迟重复包的关键策略。 传输层通过提供可靠的端到端服务，增强了网络通信的稳定性，使得不同主机间进程间的交互更加高效和可靠。同时，它也支持多种服务模式，满足不同应用场景的需求，如实时性强的TCP和对效率有更高要求的UDP。理解这些概念和机制对于深入学习和应用计算机网络至关重要。