OSI模型中的传输层

传输层是OSI模型的第4层，它的职责是确保在不同主机上的应用程序之间实现可靠、高效且有序的端到端通信。

• 在OSI模型的第四层（传输层）上运行
• 通过端口号实现不同进程之间的通信。
• 通过错误控制、序列化处理以及重传机制，确保系统的可靠性。
• 支持流量控制，以防止接收端出现过载情况。
• 根据不同的应用需求，该协议支持使用TCP、UDP和SCTP等协议。

传输层的功能

传输层负责数据包的端到端通信。它提供了许多重要的功能，这些功能确保了在网络环境中，主机系统之间能够实现可靠、高效且有序的数据传输。

传输层的主要功能包括：

• 提供端到端的数据传输服务。
• 确保数据传输的可靠性和有序性。
• 执行错误检测与恢复操作。
• 控制数据流量，以避免接收端出现过载现象。
• 支持使用端口号进行多路复用与解复用操作。

如需详细了解运输层所提供的服务，请参考相关说明。传输层服务

传输层的工作原理

传输层实现了不同主机上的进程之间的逻辑通信。这意味着，即使数据需要通过各种物理网络进行传输，相互通信的应用程序仍然能够感知到一种直接且可靠的连接关系。

• 仅在中端系统上实施，而不在中间路由器上实施。
• 使用端口号来识别发送方和接收方的应用程序。
• 支持跨进程的数据传输，使得多个应用程序能够共享同一网络连接。
• 通过端口号来实现数据的多路传输与分离，从而将数据正确地传递给相应的进程。
• 它将上层的数据分割成不同的段（对于TCP协议）或数据报（对于UDP协议），同时添加必要的头部信息。
• 负责错误检测、重传以及序列化处理，以确保通信的可靠性。
• 协调流控制，以确保接收方不会过载。
• 与负责地址分配和路由处理的网络层进行通信，以便将数据在网络中传输。
• 在接收端，它会去除数据中的头部信息，重新组装数据，然后将其传递给相应的应用程序。

三方握手

3-way handshake机制确保在数据传输开始之前，客户端和服务器都已经准备就绪。

步骤1：同步（客户端→服务器）

• 客户端发送一个TCP数据包，其中SYN字段的值为1，同时还会包含其初始序列号。
• 表示要发起连接的请求。

步骤2SYN-ACK（服务器→客户端）

• 服务器回复时，会包含SYN=1和ACK=1。同时，服务器的ISN和ACK值分别等于客户端的ISN+1。
• 确认已收到客户的SYN请求，并开始进行自身的同步操作。

步骤3：确认接收（客户端→服务器）

• 客户端发送一个ACK=1的数据段，其中ACK的值等于server_ISN+1。
• 同步已完成；连接已进入“已建立”状态。

为什么不直接进行两步操作呢？

只有SYN和SYN-ACK这两种状态时，客户端和服务器都无法确保对方已经成功接收到了消息。而第三种状态ACK则能够实现双方的相互确认，从而确保在数据传输开始之前，双方都做好了准备。

传输层协议

传输层协议使用不同的协议来实现两端之间的良好通信。这些协议的实现方式可能与规范有所不同。下面列出了一些在传输层中使用的协议。

传输控制协议（TCP）

• TCP这是一种面向连接的协议。
• TCP是一种可靠的通信协议。
• As TCP这是一种面向连接的协议。首先，两端之间建立连接，然后数据被传输。在所有的数据都传输完成后，连接才会被终止。

2. 用户数据报协议（UDP）

• UDP并非一种可靠的通信协议。
• 该协议/规定UDP它是一种无连接型通信方式。
• 当速度和规模比安全性和可靠性更为重要时，就会采用这种协议。
• 来自上层的数据，通过UDP这种端到端的传输层协议，得到了传输层的地址信息、校验和错误控制以及数据长度信息等补充信息。
• 用户数据报就是UDP协议所生成的数据包。

3. 流控制传输协议（SCTP）

• 许多互联网应用程序都使用SCTP来执行传输层的功能，这与用户数据报协议（UDP）和传输控制协议（TCP）的作用类似。
• 除了像IP这样的无连接数据包网络之外，SCTP还是一种可靠的传输协议。它能够在涉及一个或多个IP地址的场景中，实现数据的可靠传输。

传输层中TCP与UDP之间的区别

在TCP和UDP之间做出选择时，需要考虑应用程序对可靠性的需求与速度及效率的要求。

TCP

UDP