计算机网络

平静的湖面上

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注意这个箭头

运输层在应用程序进程间提供逻辑的而非物理的通信。向上，运输层为应用层提供了socket接口；向下，运输层利用了网络层提供的物理通信能力，并且对其进行封装，以解决数据损坏和丢失的问题。
运输层使用UDP和TCP协议，它们有不同的特性；运输层分组被称为报文段（segment）；同时，运输层实现在端系统而非路由器上。
限于篇幅，本篇将会讲解运输层的一些概念以及UDP的基本原理；至于好敌手TCP和TCP的看家本领（可靠数据传输&拥塞控制），将会放到后面的篇目中去。
多路复用与多路分解

将运输报文段中的数据交付给正确的套接字，这称为多路分解（demultiplexing）；
封装首部信息、生成报文段并交付给网络层，这称为多路复用（multiplexing）。
说人话：多路分解就是向上和应用层对接，多路复用就是向下和网络层对接。
一个进程有若干套接字，每个套接字有唯一的标识符。想要发送一段信息，运输层会在源主机中从不同套接字中收集数据块，并为每个数据块封装上首部信息（而成为报文段），并递交到网络层。这是寄出的历程，是多路复用。
要分解接收到的信息，运输层拿到一个报文段之后，会检查报文段携带的字段，由此标识出接收套接字，并且把报文段重定向到这个套接字上去。这是送达的历程，是多路分解。



报文段的格式（这里没有IP信息）

总而言之，

• 套接字有唯一标识符；
  
• 每个报文段携带了特殊字段来指示其将要交付的套接字。
  

除此之外还要提到，要收发信息，套接字是需要与本机的端口号相关联的。并非所有端口号都能自由使用，0-1023范围的端口号被称为周知端口号，是保留给特定服务的。
TCP和UDP都能完成多路复用与分解，但是它们的实现方式有很大不同。
UDP的多路复用与分解



UDP套接字由一个二元组（目的IP地址，目的端口号）全面标识。交付数据报时，运输层不关心发件人，只根据目的端口号执行重定向。
这里再提一嘴IP地址：每台主机有一个IP地址，它是主机在网络层的唯一标识符。在报文段中还没有存储IP地址，IP地址是在进入网络层之后被封装到数据报中的。
TCP的多路复用与分解



TCP套接字由一个四元组（源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号）来标识。交付数据报时，运输层会根据以上所有四个值执行重定向（看人下菜碟）。
UDP探究

接下来具体介绍UDP的服务模型。
UDP提供了最为简化的设计，只完成了复用/分解功能以及少量的差错检测。由于没有握手流程，UDP被称为是无连接的。
但相对稳重的TCP，UDP还是有以下优点：

• 关于发送什么数据以及何时发送的应用层控制更为精细（即打包即发，不用顾虑拥塞控制）
  
• 无需连接建立，因而能够减少时延
  
• 无连接状态，因此能够支持更多的活跃用户
  
• 分组首部开销小。
  

以下是流行的因特网应用及对应运输协议：


UDP报文段结构



UDP报文段相对于前文刻画的报文段，增加了两个字段：长度，检验和。需要长度，是因为数据字段的长度是可变的；检验和则是用来检查报文段是否出错。
UDP检验和计算

UDP只提供差错检测，而无法提供差错恢复。
发送方的UDP先对报文段中的所有16比特字求和，对其中所有的溢出执行回卷；然后进行反码运算，就得到了检验和。
在接收方处，UDP对报文段中的所有16比特字以及前面生成的检验和做加法，如果有比特为0，则可知分组中出现了差错。

浪浪猪的零

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