5.1 运输层协议概述
5.1.1 进程之间的通信
图5-1 中两个运输层之间有一个深色双向粗箭头，写明"++运输层提供应用进程间的逻辑通信++"。
图5-1 运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信
5.1.2 运输层的两个主要协议
5.1.3 运输层的端口
请注意，这种在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口 ，和路由器或交换机上的硬件端口是完全不同的概念。硬件端口是不同硬件设备 进行交互的接口，而++软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的地点++。
客户在发起通信请求时，必须先知道对方服务器的 IP 地址（用来找到目的主机）和端口号（用来找到目的进程）。因此运输层的端口号分为下面的两大类。
（1）服务器端使用的端口号 这里又分为两类，最重要的一类叫作++熟知端口号++ (well-known port number)++或全球通用端口号 ，数值为 0~1023++ 。
| 应用程序 | FTP | TELNET | SMTP | DNS | TFTP | HTTP | SNMP | SNMP(trap) | HTTPS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 熟知端口号 | 21 | 23 | 25 | 53 | 69 | 80 | 161 | 162 | 443 |
| [表5-2 常用的熟知端口号] |
另一类叫作登记端口号，数值为 1024~49151。这类端口号是为没有熟知端口号的应用程序使用的。
（2）客户端使用的端口号 数值为 49151~65535。由于这类端口号仅在客户进程运行时才动态选择，因此又叫作短暂端口号。
5.2 用户数据报协议 UDP
5.2.1 UDP 概述
++UDP 的主要特点是++：简单方便，但不可靠（多应用类型）
（1）UDP 是++无连接++ 的，即发送数据之前不需要建立连接（当然，发送数据结束时也没有连接可释放），因此减少了开销和发送数据之前的时延。
（2）UDP 使用++尽最大努力交付++，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表（这里面有许多参数）。
（3）UDP 是++面向报文++ 的。发送方的 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
（4）UDP ++没有拥塞控制++，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。
（5）UDP ++支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信++。
（6）++UDP 的首部开销小，只有 8 个字节++，比 TCP 的 20 个字节的首部要短。
5.2.2 UDP 的首部格式
UDP 计算检验和的方法和计算 IP 数据报首部检验和的方法相似。但不同的是：IP 数据报的检验和只检验 IP 数据报的首部，但 ++UDP 的检验和是把首部和数据部分一起都检验++。
5.3 传输控制协议 TCP 概述
5.3.1 TCP 最主要的特点
（1）TCP 是**++面向连接++的运输层协议**。
（2）每一条 TCP 连接++只能有两个端点++ (endpoint)，每一条 TCP 连接只能是++点对点++的（一对一）。
（3）TCP 提供**++可靠交付++** 的服务。++通过 TCP 连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复，并且按序到达++。
（4）TCP 提供**++全双工++通信**。TCP 允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。
（5）面向字节流 。TCP 中的"流 "(stream)指的是流入到进程或从进程流出的++字节序列++ 。"面向字节流"的含义是：虽然应用程序和 TCP 的交互式一次一个数据块（大小不等），但 TCP 把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串的无结构的字节流。
5.3.2 TCP 的连接
5.4 可靠传输的工作原理
5.4.1 停止等待协议
全双工通信的双方既是发送方也是接收方。 下面为了讨论问题的方便，我们仅考虑 A发送数据而 B 接收数据并发送确认。因此 A 叫做发送方 ，而 B 叫做接收方 。因为这里是讨论可靠传输的原理，因此把传送的数据单元都称为分组，而并不考虑数据是在哪一个层次上传送的 。"停止等待"就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认。在收到确认后再发送下一个分组。
1. 无差错情况
2. 出现差错
3. 确认丢失和确认迟到
4. 信道利用率 （优点：简单**；**缺点：信道利用率太低）
5.4.2 连续 ARQ 协议
5.5 TCP 报文段的首部格式
++TCP 报文段首部的前 20 个字节是固定的++ （如图5-13 所示），++后面有 4n 字节是根据需要而增加的选项（n 是整数）++ 。因此 ++TCP 首部的最小长度是 20 字节++。
首部固定部分各字段的意义如下：
（1）源端口 和目的端口
（2）序号
++首部中的序号字段 值则指的是本报文段 所发送的数据的第一个字节的序号++ 。
（3）++确认号 占 4 字节，是期望收到 对方下一个报文段的第一个 数据字节 的序号**++。
若确认号 = N，则表明：到序号 N-1 为止的所有数据都已正确收到。
（4）数据偏移
（5）保留
（6）紧急 URG(URGent)
（7）确认 ACK(ACKnowledgment)
（8）推送 PSH(PuSH)
（9）复位 RST(ReSeT)
（10）同步 SYN(SYNchronization)
（11）终止 FIN(FINish，意思是"完了""终止")
（12）窗口
（13）检验和
（14）紧急指针
（15）选项
TCP 最初只规定了一种选项， 即最大报文段长度 MSS (Maximum Segment Size) [RFC879]。请注意MSS这个名词的含义。++MSS是每一个 TCP报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上TCP首部才等于整个的TCP报文段++。
5.6 ++TCP 可靠传输的实现++
5.6.1 ++以字节为单位的滑动窗口++
5.6.2 超时重传时间的选择
5.6.3 选择确认 SACK
5.7 TCP 的流量控制
5.7.1 利用滑动窗口实现流量控制
++流量控制++ (flow control)++就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收++。
5.7.2 TCP 的传输效率
5.8 TCP 的拥塞控制
5.8.1 拥塞控制的一般原理
在计算机网络中的链路容量（即带宽）、交换结点中的缓存和处理机等，都是网络的资源。++在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。这种情况就叫作拥塞(congestion)++。可以把出现网络拥塞的条件写成如下的关系式：
Σ对资源的需求 > 可用资源 （5-7）
拥塞控制 就是防止过多的数据注入网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不至于过载 。拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷 。++拥塞控制是一个++ **++全局性的过程++，**涉及所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
5.8.2 TCP 的拥塞控制方法
TCP 进行拥塞控制的算法有四种：即慢开始 (slow-start)、拥塞避免 (congestion avoidance)、快重传 (fast retransmit)、快恢复(fast recovery)（见草案标准 RFC 5681）。下面就介绍这些算法的原理。为了集中精力讨论拥塞控制，我们假定：
（1）数据是单方向传送的，对方只传送确认报文。
（2）接收方向总是有足够大的缓存空间，因而发送窗口的大小由网络的拥塞程度来决定。
1. 慢开始和拥塞避免
拥塞避免 算法的目的是让拥塞窗口 cwnd 缓慢地增大（具体算法见[RFC 5681]）。执行算法后的结果大约是这样的：每经过一个往返时间 RTT，发送方的拥塞窗口 cwnd 的大小就加1，而不是像慢开始阶段那样加倍增长。因此在拥塞避免阶段就称为"加法增大 "AI (Additive Increase)，++表明在拥塞避免阶段，拥塞窗口 cwnd 按线性规律缓慢增长++。
但请注意，++"拥塞避免"并非完全避免拥塞，而是让拥塞窗口增长得缓慢些，使网络不容易出现拥塞++。
5.8.3 主动队列管理 AQM
5.9 TCP 的运输连接管理
5.9.1 TCP 的连接建立
++TCP 建立连接的过程叫作握手，握手需要在客户和服务器之间交换三个 TCP 报文段++。图5-28 画出了三报文握手建立 TCP 连接的过程。
图5-28 用三报文握手建立 TCP 连接
上面给出的++连接 建立过程叫作三报文握手++ 。请注意，在图5-28 中 B 发送给 A 的报文段，也可拆成两个报文段。可以先发送一个确认报文段（ACK = 1，ack = x + 1）,然后再发送一个同步报文段（SYN = 1，seq = y）。++这样的过程就变成了四报文握手（释放连接）++，但效果是一样的。
为什么 A 最后还要发送一次确认呢？这主要是++为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了 B，因而产生错误++。