TCP/IP传输层：TCP与UDP协议详解及拥塞控制

"该资源主要涉及考研中的计算机网络知识，特别是传输层的协议，包括TCP和UDP，以及拥塞控制和端口的概念。" 在计算机网络中，传输层是网络模型的重要组成部分，它位于网络层之上，应用层之下，负责为两台主机中的应用进程提供端到端的逻辑通信服务。传输层协议主要分为两种：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。 1. **TCP (Transmission Control Protocol)**: - TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议，它确保数据包按序发送并处理丢失或错误的数据。TCP报文段的首部包含了序列号和确认号，用于数据的正确接收和确认。 - **流量控制**：TCP使用滑动窗口机制来控制发送方的速率，以防止接收方来不及处理过多的数据，从而避免拥塞。 - **拥塞控制**：当网络出现拥塞时，TCP会采取措施减缓数据发送速度。拥塞避免策略通常是在拥塞窗口增长时采取线性而非指数方式，以减少网络拥堵的可能性。TCP还可能采用随机早期丢弃RED等方法来预防拥塞。 - **重传机制**：如果TCP没有收到确认，将重新发送数据，以保证数据的可靠性。 - **运输连接管理**：TCP通过三次握手建立连接，并通过四次挥手释放连接，确保连接的可靠建立和终止。 2. **UDP (User Datagram Protocol)**: - UDP是无连接的，它不保证数据的顺序、完整性和可靠性，但具有较低的延迟和更高的效率。 - UDP首部较TCP简单，主要包含源和目的端口号，用于标识发送和接收数据的应用进程。 - UDP适用于实时应用，如音频、视频流，这些应用往往容忍少量数据丢失，而更重视低延迟。 3. **端口**： - 端口是传输层服务的标志，它们是16位的数字，范围从0到65535。每个端口号对应一个特定的应用进程，用于区分同一主机上不同进程的通信。 - 知名端口（0-1023）由IANA（Internet Assigned Numbers Authority）分配给特定的服务，如HTTP(80)、FTP(21)等。 - 动态或私有端口（1024-49151）由应用进程随机选择，用于非标准或自定义服务。 拥塞控制是网络传输中的关键问题，虽然无法完全避免网络拥塞，但通过TCP等协议的机制，可以有效地缓解和避免拥塞的发生，确保网络的稳定性和数据的可靠传输。理解传输层的工作原理对于理解和优化网络性能至关重要。