Linux 网络深度剖析：传输层协议 UDP/TCP 原理详解

目录​

1. 传输层协议概述​

1. UDP 协议：无连接的数据传输方式​

1. TCP 协议：可靠传输的基石​

1. UDP 与 TCP 的对比分析​

1. 传输层协议在 Linux 中的实践与优化​

1. 传输层协议概述​

传输层是网络协议栈的核心环节，连接网络层与应用层，负责端到端的数据通信管理。在 Linux 系统中，其高效实现直接影响服务器性能与网络应用响应速度。​

网络协议栈分层中，网络层（如 IP）解决 “数据到哪台主机”，传输层则解决 “到主机上哪个应用”。通过 16 位端口号（0-65535）标识应用：0-1023 为知名端口（如 HTTP 用 80），1024-49151 为注册端口，49152-65535 为动态端口。IP 地址与端口号组合（套接字 Socket）实现精准数据交付。​

传输层核心功能包括：数据分段与重组，适应网络传输；端到端可靠性保证，通过确认、重传等机制；流量控制，避免接收方过载；拥塞控制，缓解网络压力；多路复用与分解，实现多应用共享连接。​

Linux 内核中，传输层协议（UDP/TCP）代码位于net/ipv4目录。应用程序通过套接字接口交互，内核套接字子系统管理生命周期，映射请求到对应协议处理逻辑，使应用无需关注协议细节。​

2. UDP 协议：无连接的数据传输方式​

UDP（用户数据报协议）是无连接传输层协议，以简洁高效为目标，适用于实时性要求高、可靠性要求较低场景。​

其设计理念为 “简单高效”，不建立连接、不保证可靠传输、无流量和拥塞控制，仅封装数据报发送，协议开销小、延迟低。适用于实时通信（语音 / 视频会议）、广播多播（直播 / 数据分发）、简单请求