TCP与UDP：运输层协议详解

"该资源是计算机网络课件的第五章，主要讲解了运输层的相关知识，特别是关于发送窗口的上限值的设定，以及TCP和UDP的相关协议内容。" 在计算机网络中，运输层是网络协议栈中的关键层级，它负责为两台主机上的应用进程之间提供端到端的数据通信服务。运输层协议包括两种主要类型：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP提供的是面向连接、可靠的通信服务，而UDP则是无连接、不可靠的通信服务。 发送窗口的上限值是网络传输过程中一个重要的概念，它决定了发送方可以发送多少数据而不需等待确认。这个上限值由接收方的接收窗口(rwnd)和发送方的拥塞窗口(cwnd)共同决定。根据公式(5-8)，发送窗口的上限值为两者中较小的那个。如果rwnd小于cwnd，这意味着接收方的接收能力成为限制因素；相反，如果cwnd小于rwnd，则网络的拥塞状况限制了发送速率。 TCP协议是实现可靠传输的关键协议，其主要特点包括连接建立、数据的顺序传输、错误检测和纠正、流量控制以及拥塞控制。TCP的连接是通过三次握手建立的，而连接释放则涉及四次挥手。TCP使用滑动窗口机制来实现流量控制，确保发送方不会淹没接收方，同时为了提高效率，窗口大小会随着网络状况动态调整。 拥塞控制是TCP中的另一个重要机制，其目的是防止过多的数据同时在网络中传输，避免网络阻塞。TCP采用了一系列策略，如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等，来动态调整cwnd的大小。随机早期检测（RED）是一种预防拥塞的策略，它在检测到网络拥堵的早期迹象时就开始丢弃数据包，以减少拥塞的发生。 在TCP报文段的首部中，包含了用于实现这些功能的字段，例如序列号、确认号、窗口大小以及各种控制位。此外，TCP还支持选择确认（SACK），允许接收方指定丢失的数据段，以便发送方只重新发送缺失的部分，而非整个数据流。 相比之下，UDP是轻量级的协议，不提供连接、顺序保证或错误恢复，而是依赖于应用层来处理这些细节。UDP的首部简洁，仅包含源和目的端口号以及长度和校验和字段。 运输层协议，特别是TCP，通过一系列复杂的机制确保了数据的可靠传输，而发送窗口的上限值设定是其中的关键一环，它平衡了接收能力和网络拥塞的关系，从而保证了网络通信的高效和稳定。