运输层协议详解：TCP与UDP

"该资源是关于计算机网络运输层的教程，涵盖了运输层协议的基本概念、UDP和TCP协议的介绍、可靠传输的工作原理、流量控制、拥塞控制以及TCP的连接管理等内容。由知名专家谢希仁制作的第6版计算机网络教材的第5章课件。" 在计算机网络中，运输层是网络协议栈的关键层次，负责提供进程间的数据通信。运输层有两个主要的协议：用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP。 **UDP** 是一种无连接的协议，不保证数据的可靠传输，适合于对实时性要求高的应用，如视频会议、在线游戏等。UDP的首部简洁，只包含基本的错误检测字段。 **TCP** 则是一种面向连接的协议，它确保了数据的可靠传输，通过序列号、确认应答、超时重传、滑动窗口等机制实现。TCP的连接建立包括三次握手，连接释放则涉及四次挥手。TCP的报文段首部包含了这些机制所需的详细信息，如序列号、确认号、窗口大小等。 **可靠传输的工作原理** 包括停止等待协议和连续ARQ协议。停止等待协议简单但效率低，每个数据块都需要确认；连续ARQ协议如Go-Back-N和选择重传ARQ则提高了效率，允许在等待确认的同时发送多个数据块。 **TCP的流量控制** 使用滑动窗口机制来限制发送方的速率，防止接收方被淹没。考虑到传输效率，窗口大小的调整需要平衡速度与延迟。 **TCP的拥塞控制** 是为了防止网络中过多的数据导致拥塞。常见的方法有慢开始、拥塞避免、快速重传和快速恢复。此外，随机早期检测RED是一种在网络出现拥塞迹象时主动丢弃数据包的方法，以减少拥塞的影响。 **TCP的连接管理** 包括连接建立、连接释放和一个有限状态机模型，确保了两端的同步和有序通信。 运输层通过端口号实现复用和分用，不同应用进程可以通过各自的端口号共享网络层的服务，实现端到端的通信。端口号是运输层识别应用进程的一种方式，分为熟知端口、注册端口和动态/私有端口。 总结来说，运输层在计算机网络中的作用至关重要，它为上层应用提供了可靠的或者高效的通信服务，并通过一系列复杂机制保证了数据的正确传输。