运输层协议详解：TCP与UDP的端到端通信

"本资源为计算机网络课程的第五章运输层讲解，涉及应用进程间的通信、运输层协议概述、UDP和TCP协议、可靠传输机制、流量控制和拥塞控制等内容。" 在计算机网络中，应用进程之间的通信是网络通信的核心。两个主机之间的通信实质上是各自主机上的应用进程在进行交互，这种通信方式被称为端到端的通信。运输层在此过程中扮演着关键角色，它负责为这些应用进程提供逻辑通信服务。逻辑通信意味着虽然数据在运输层看起来像是沿着水平路径传输，但实际上并不存在这样的物理连接，而是通过网络层的服务来实现数据的传输。 运输层协议主要有两种：用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP。UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，适用于对实时性要求较高的应用，如音频、视频流媒体。它的首部相对简单，提供了基本的错误检测功能。 TCP则是一种面向连接的、可靠的传输协议，其主要特点是确保数据的有序、无损传输。TCP通过三次握手建立连接，并使用滑动窗口机制实现流量控制，保证高效且不会过度占用网络资源。此外，TCP还采用了拥塞控制策略，如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等，以防止网络拥塞。TCP的连接管理包括连接建立与释放，采用四次挥手来终止连接，并有一个详细的有限状态机来描述连接的各种状态。 在TCP中，为了实现可靠传输，它采用了以字节为单位的滑动窗口，允许发送方在接收到确认之前发送多个数据段。同时，TCP通过设置超时重传时间来确保数据的正确接收，还可以选择性地确认SACK，允许接收方仅确认丢失的数据段，而不是整个数据流。此外，TCP还提供了错误检测和纠正的手段，如校验和和序列号，以确保数据的完整性。 运输层是网络通信的关键层次，它通过端口号实现复用和分用，使得多个应用进程可以共享网络资源，同时提供了UDP和TCP这两种不同特性的协议，以满足不同应用场景的需求。理解运输层的工作原理对于深入学习计算机网络至关重要。