计算机网络传输层协议有哪些（计算机网络传输层功能）

## 计算机网络传输层协议

简介

传输层是计算机网络体系结构中的第五层，位于网络层之上，应用层之下。它负责在网络层提供的不可靠数据报服务的基础上，为应用层提供可靠的、面向连接或无连接的数据传输服务。传输层协议通过在数据报上添加头部信息，实现数据分割、重组、流量控制、差错控制等功能，保证应用层数据能够可靠、高效地传输。 常见的传输层协议主要有TCP和UDP。### 1. 传输控制协议 (TCP)

1.1 特点:

面向连接:

在数据传输之前，需要先建立连接，传输完毕后要断开连接。这保证了数据的可靠传输。

可靠传输:

TCP 提供可靠的数据传输服务，通过序号、确认、超时重传、滑动窗口等机制保证数据不丢失、不重复、按序到达。

全双工通信:

允许双方同时发送和接收数据。

字节流服务:

TCP 将数据视为字节流，不区分数据边界。

拥塞控制:

TCP 通过各种算法（如慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复）来控制网络拥塞，提高网络效率。

1.2 工作原理:

TCP 建立连接的过程通常使用三次握手： 1.

客户端发送SYN报文:

请求建立连接。 2.

服务器发送SYN+ACK报文:

确认客户端请求并请求建立连接。 3.

客户端发送ACK报文:

确认服务器请求，连接建立成功。数据传输过程中，TCP 使用序号和确认号来跟踪数据的发送和接收情况，并利用超时重传机制来处理数据丢失的情况。滑动窗口机制则用于控制发送端的发送速率，避免网络拥塞。连接的关闭过程通常使用四次挥手。

1.3 应用场景:

由于TCP的可靠性和有序性，它被广泛应用于需要可靠数据传输的场景，例如：

Web浏览器:

HTTP协议运行在TCP之上。

电子邮件:

SMTP、POP3、IMAP协议运行在TCP之上。

文件传输:

FTP协议运行在TCP之上。

远程登录:

SSH、Telnet协议运行在TCP之上。### 2. 用户数据报协议 (UDP)

2.1 特点:

无连接:

数据传输之前无需建立连接，数据包直接发送。

不可靠传输:

UDP不保证数据的可靠传输，数据可能丢失、重复或乱序。

尽最大努力交付:

UDP尽最大努力交付数据，不进行差错控制和重传。

面向报文:

UDP 将数据视为数据报，每个数据报都是独立的。

单播、组播、广播:

UDP支持单播、组播和广播。

2.2 工作原理:

UDP 数据包包含源端口号、目标端口号、长度和校验和等信息。发送端将数据打包后直接发送到网络，接收端接收数据包后，仅进行简单的校验和检查，如有错误则丢弃。没有连接建立和维护的开销，因此UDP的效率较高。

2.3 应用场景:

UDP 的效率高，适用于对实时性要求高、对可靠性要求低的场景，例如：

在线游戏:

需要低延迟，少量丢包可以容忍。

实时视频和音频流:

例如直播、视频会议。

域名系统 (DNS):

虽然DNS也使用TCP，但其查询部分可以使用UDP。

网络监控:

例如SNMP协议。### 3. 其他传输层协议除了TCP和UDP，还有一些其他的传输层协议，虽然使用较少，但仍值得一提，例如：

SCTP (Stream Control Transmission Protocol):

提供面向连接的可靠数据传输服务，具有比TCP更强的容错能力。

DCCP (Datagram Congestion Control Protocol):

提供无连接的可靠数据传输服务，具有拥塞控制能力。

总结

TCP 和 UDP 是两种最常用的传输层协议，它们分别满足不同类型的应用需求。选择哪种协议取决于应用对可靠性和实时性的要求。 对于需要可靠传输的应用，选择 TCP；对于实时性要求高、对可靠性要求低的应用，选择 UDP。 了解这些协议的特点和应用场景，对于理解计算机网络以及设计网络应用至关重要。

计算机网络传输层协议**简介**传输层是计算机网络体系结构中的第五层，位于网络层之上，应用层之下。它负责在网络层提供的不可靠数据报服务的基础上，为应用层提供可靠的、面向连接或无连接的数据传输服务。传输层协议通过在数据报上添加头部信息，实现数据分割、重组、流量控制、差错控制等功能，保证应用层数据能够可靠、高效地传输。 常见的传输层协议主要有TCP和UDP。

1. 传输控制协议 (TCP)**1.1 特点:*** **面向连接:** 在数据传输之前，需要先建立连接，传输完毕后要断开连接。这保证了数据的可靠传输。 * **可靠传输:** TCP 提供可靠的数据传输服务，通过序号、确认、超时重传、滑动窗口等机制保证数据不丢失、不重复、按序到达。 * **全双工通信:** 允许双方同时发送和接收数据。 * **字节流服务:** TCP 将数据视为字节流，不区分数据边界。 * **拥塞控制:** TCP 通过各种算法（如慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复）来控制网络拥塞，提高网络效率。**1.2 工作原理:**TCP 建立连接的过程通常使用三次握手： 1. **客户端发送SYN报文:** 请求建立连接。 2. **服务器发送SYN+ACK报文:** 确认客户端请求并请求建立连接。 3. **客户端发送ACK报文:** 确认服务器请求，连接建立成功。数据传输过程中，TCP 使用序号和确认号来跟踪数据的发送和接收情况，并利用超时重传机制来处理数据丢失的情况。滑动窗口机制则用于控制发送端的发送速率，避免网络拥塞。连接的关闭过程通常使用四次挥手。**1.3 应用场景:**由于TCP的可靠性和有序性，它被广泛应用于需要可靠数据传输的场景，例如： * **Web浏览器:** HTTP协议运行在TCP之上。 * **电子邮件:** SMTP、POP3、IMAP协议运行在TCP之上。 * **文件传输:** FTP协议运行在TCP之上。 * **远程登录:** SSH、Telnet协议运行在TCP之上。

2. 用户数据报协议 (UDP)**2.1 特点:*** **无连接:** 数据传输之前无需建立连接，数据包直接发送。 * **不可靠传输:** UDP不保证数据的可靠传输，数据可能丢失、重复或乱序。 * **尽最大努力交付:** UDP尽最大努力交付数据，不进行差错控制和重传。 * **面向报文:** UDP 将数据视为数据报，每个数据报都是独立的。 * **单播、组播、广播:** UDP支持单播、组播和广播。**2.2 工作原理:**UDP 数据包包含源端口号、目标端口号、长度和校验和等信息。发送端将数据打包后直接发送到网络，接收端接收数据包后，仅进行简单的校验和检查，如有错误则丢弃。没有连接建立和维护的开销，因此UDP的效率较高。**2.3 应用场景:**UDP 的效率高，适用于对实时性要求高、对可靠性要求低的场景，例如： * **在线游戏:** 需要低延迟，少量丢包可以容忍。 * **实时视频和音频流:** 例如直播、视频会议。 * **域名系统 (DNS):** 虽然DNS也使用TCP，但其查询部分可以使用UDP。 * **网络监控:** 例如SNMP协议。

3. 其他传输层协议除了TCP和UDP，还有一些其他的传输层协议，虽然使用较少，但仍值得一提，例如：* **SCTP (Stream Control Transmission Protocol):** 提供面向连接的可靠数据传输服务，具有比TCP更强的容错能力。 * **DCCP (Datagram Congestion Control Protocol):** 提供无连接的可靠数据传输服务，具有拥塞控制能力。**总结**TCP 和 UDP 是两种最常用的传输层协议，它们分别满足不同类型的应用需求。选择哪种协议取决于应用对可靠性和实时性的要求。 对于需要可靠传输的应用，选择 TCP；对于实时性要求高、对可靠性要求低的应用，选择 UDP。 了解这些协议的特点和应用场景，对于理解计算机网络以及设计网络应用至关重要。