TCP/IP运输层详解：TCP与UDP协议及端口机制

"本资源主要介绍了计算机网络中的运输层协议，包括运输层的功能、协议概述、端口机制以及两个主要的运输层协议：用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP。" 在计算机网络中，运输层是负责在两台主机间提供端到端通信的关键层次。它为应用进程之间提供了逻辑通信，确保数据正确、有序地传输。运输层的主要任务包括复用和分用，即允许多个应用进程共享同一网络连接，并将数据有效地送达目标进程。 运输层有两个主要的协议：UDP（User Datagram Protocol）和TCP（Transmission Control Protocol）。UDP是一种无连接、不可靠的传输协议，适用于对实时性要求高但可以容忍数据丢失的场景，如DNS查询和流媒体服务。UDP报文头小，因此传输速度快，但不保证数据的顺序和可靠性。 相比之下，TCP是一种面向连接、可靠的协议，提供全双工服务，确保数据的顺序到达且无丢失。TCP通过序列号、确认应答、重传机制等实现可靠传输，同时增加了流量控制和拥塞控制机制，以避免网络拥塞。TCP报文段的首部包含多个字段，用于控制连接、确认、流量控制和拥塞控制。TCP还使用端口号来标识特定的应用进程，这使得不同主机上的进程能够互相通信。 运输层的端口是一个16位的编号，用于区分运行在同一主机上的不同应用进程。端口号分为三类：熟知端口（0-1023），由IANA（互联网数字分配机构）分配给标准服务；登记端口（1024-49151），需向IANA登记后使用；短暂端口（49152-65535），供临时的客户端进程使用。熟知端口如HTTP（80）、HTTPS（443）和FTP（21）等，已被广泛接受并用于特定的服务。 TCP的连接管理包括三次握手建立连接和四次挥手释放连接，确保连接的可靠建立与终止。TCP的流量控制使用滑动窗口机制，通过调整发送方的发送窗口大小来控制数据发送速率，避免接收方来不及处理。拥塞控制则通过慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等策略来检测和应对网络拥塞。 运输层协议TCP和UDP在计算机网络中扮演着至关重要的角色，它们各自服务于不同的通信需求，共同保障了网络中数据的高效、可靠传输。