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计算机网络-运输层(1)

5.1 运输层概述

1. 计算机网络体系结构中的物理层、数据链路层以及网络层共同解决了主机通过异构网络互联的问题，实现了主机到主机的通信。
2. 实际通信实体是位于通信两端主机中的进程。
3. 运输层任务是为运行在不同主机上的应用进程提供直接通信服务，运输层协议又称为端到端协议。
4. 运输层向高层用户屏蔽网络核心细节（如网络拓扑、路由选择协议等），使应用进程看到的是端到端的逻辑通信信道。
5. 因特网运输层提供两种运输协议：
   • 面向连接的TCP
   • 无连接的UDP

5.2 运输层端口号、复用与分用

端口号基本概念

• 进程使用进程标识符(PID)标志
• 不同操作系统使用不同格式的PID
• 需要统一方法标识TCP/IP体系的应用进程

端口号特性

• 运输层使用端口号区分应用层进程
• 16比特表示，范围0~65535

端口号分类

1. 熟知端口号(0~1023)

   • 分配给重要应用协议
   • 示例：
     • FTP: 21(控制)/20(数据)
     • HTTP: 80
     • DNS: 53

2. 登记端口号(1024~49151)

   • 需在IANA登记
   • 示例：
     • RDP: 3389

3. 短暂端口号(49152~65535)

   • 客户进程临时使用
   • 通信结束后可复用

重要说明

• 端口号仅具有本地意义
• 不同计算机的相同端口号无关联
  

5.3 UDP与TCP协议对比

对比项	UDP (用户数据报协议)	TCP (传输控制协议)
连接方式	无连接	面向连接
通信模式	支持一对一、一对多、多对一、多对多	仅支持一对一通信
数据传输特性	对应用层报文直接打包	面向字节流
可靠性	不可靠（尽最大努力交付）	可靠传输
流量控制	不支持	支持
拥塞控制	不支持	支持
首部开销	固定8字节	最小20字节，最大60字节
典型应用场景	DNS、视频流、广播等实时应用	HTTP、FTP、邮件等需要可靠传输的应用

关键区别说明

1. 连接建立：

   • UDP无需建立连接即可通信
   • TCP需通过三次握手建立连接

2. 传输效率：

   • UDP首部开销小，传输效率更高
   • TCP为保证可靠性需要更多控制字段

3. 适用场景：

   • UDP适合实时性要求高的应用
   • TCP适合数据完整性要求高的应用