传输层（一）概述

内容根据哈工大-李全龙、聂兰顺老师-计算机网络课程总结整理

1.提供的服务
发送方：接受上层协议调用，将报文分成多个报文段（segment），添加控制信息然后交给网络层；多路复用。
接收方：从接收到的报文段中提取出数据，交付上层协议；多路分用。

一个协议可能对应多个上层协议或实体，比如tcp上层有http、smtp。假如主机上同时有两个报文段交给了传输层，需要发送出去。传输层协议会为两个报文的报文段加上控制信息，指明发送方和接收方。这叫做多路复用，同时接收方将来自不同发送方的消息区分开，交给不同的上层协议，叫做多路分用。

2.Internet中，传输层主要有两种协议（还有一些其他的，比如google研究的QUID）
UDP user datagram protocol 用户数据报协议
TCP transmission control protocol 传输控制协议

下面总结两种协议

3.UDP
udp只做了两件事情

• 一是分用和复用：上层协议将报文交给udp后，udp将其分成多个段，加上发送方和接收方的消息，交给网络层，接收方再根据接收端口将数据导向指定端口。
• 二是提供了一个简单的检错码（称校验和，checksum）：接收方可以根据这个检测传输过程中是否发生了错误。
  具体做法是，将数据分成一个个的16bit的整数，然后每个整数相加，如果高位有溢出，将溢出的数再加到末尾，这一过程称为回卷，最后再取反码。比如：
  1111 0010 1011 1100
1010 0101 0000 0001
  取和，高位溢出了一个1：
  11001 0111 1011 1101
  将溢出的1回卷：
  1001 0111 1011 1101
0000 0000 0000 0001
  得到：
  1001 0111 1011 1110
  再取反：
  0110 1000 0100 0001
  所以原始数据
  1111 0010 1011 1100 1010 0101 0000 0001
  的校验和为：
  0110 1000 0100 0001

这种检测码在检测出错误时，说明一定发生了错误，但是发生了错误，并不是一定能检测出来。假如原始数据中两个16bit的整数的首位，本来第一个是1，一个是0，变为了一个是0，一个是1，得到的校验和居然是一样的。

UDP提供的是一种“尽力而为”的服务，在发送前也不建立连接，只管发数据，并不关心对方是否收到甚至对方是否存在。

UDP的报文段格式也很简单

UDP报文段格式

4.TCP
tcp远比udp复杂，发送正式数据前，双方要建立连接（互相确定对方的存在）。然后再发送数据，提供的是一种可靠传输服务。tcp的几个特点是：可靠数据传输、流量控制、拥塞控制。详细内容在下面展开：

• 传输层（二）可靠数据传输原理
• 传输层（三）TCP的可靠数据传输
• 传输层（四）TCP的流量控制
• 传输层（五）TCP拥塞控制
• 传输层（六）TCP连接管理