运输层详解：谢希仁《计算机网络》第五版习题答案

在计算机网络第五版谢希仁的习题答案中，第五章主要探讨了运输层在计算机网络体系结构中的关键位置和功能。运输层作为应用层和网络层之间的桥梁，它的主要职责是为上层应用提供端到端的、可靠的或尽力而为的服务。与网络层面向主机的路由功能不同，运输层关注的是应用进程间的通信，确保数据的正确传递，即使在网络层采用数据报服务（如IP）或虚电路服务（如TCP/IP的前身）的情况下，运输层的连接管理和错误控制仍然是必不可少的。 5—02题强调了网络层服务对运输层的影响相对较小，主要体现在服务质量上，数据报服务提供的是尽力而为的服务，而虚电路服务（如TCP）则提供了更可靠的连接。运输层可以根据网络层提供的服务调整其策略，但核心功能不会受到影响。 5—03题指出，虽然应用程序可以同时使用TCP（面向连接）和IP（无连接）进行通信，但从连接的角度看，TCP是面向连接的，因为它在传输前会建立连接并维护状态；而从数据传输角度看，IP是无连接的，每个数据包独立发送。 5—04题要求通过示意图展示运输层的复用过程，即多个应用进程共享一个运输连接，而这个连接又映射到IP数据报上的情况。复用允许在单个网络连接上支持多个应用程序的数据交互。 5—05题举了VoIP（语音通话）的例子，说明UDP因其不可靠性更适合对实时性要求较高的应用，如VoIP数据报可能在接收端被丢弃，而TCP的错误检测和重传机制可能导致延迟增加，不适合实时语音传输。 5—06和5—07问题分别涉及UDP的错误处理和可靠传输的实现。UDP在接收到有差错的数据报时通常选择丢弃，而如果应用程序希望达到可靠传输，就需要在应用层自行实现类似TCP的错误检测和恢复机制，这在实践中是可行的，但增加了复杂性。 5—08题解释了TCP和UDP在数据传输模式上的区别：TCP将应用数据视为无结构的字节流，保持字节顺序，提供面向字节流的服务，而UDP则是无连接的，接收方一次交付一个完整的报文，保留报文的边界，呈现面向报文的服务。 5—09题揭示了端口的重要性，它是TCP/IP体系中标识应用进程的手段，有助于区分来自不同应用程序的数据。端口划分为三种类型（熟知端口、熟知端口和动态端口）是为了更好地管理和服务的区分，确保数据包能够准确到达正确的应用进程。熟知端口和动态端口分别对应预定义的服务和动态分配的服务，提高了网络通信的灵活性和效率。 这些习题深入剖析了运输层的工作原理及其与网络层的协作，以及UDP和TCP的不同特性，对于理解计算机网络通信机制具有重要作用。