在 TCP/IP 协议栈中，传输层是负责端到端通信的关键层次。它提供了数据传输的可靠性、流量控制和错误检测等功能。传输层协议的主要目的是在通信双方之间建立、管理和终止连接，并确保数据的完整传输。主要的传输层协议包括 TCP 和 UDP。以下是对这些协议的详细介绍：

1. TCP (Transmission Control Protocol)

TCP 是一种面向连接的、可靠的传输层协议，它通过三次握手建立连接，确保数据的可靠传输和顺序到达。

• 特性：

  • 面向连接：在传输数据前先建立连接（通过三次握手）。
  • 可靠性：通过序列号、确认机制和重传机制确保数据的完整性。
  • 流量控制：使用窗口机制来控制数据发送的速度，避免网络拥塞。
  • 拥塞控制：通过算法（如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复）来管理网络拥塞。
  • 数据分段和重组：将大块数据分段传输，接收方重组数据。

• 典型应用：HTTP/HTTPS、FTP、SMTP、Telnet 等需要可靠传输的应用。

2. UDP (User Datagram Protocol)

UDP 是一种无连接的、简单的传输层协议，它不提供可靠性、数据重传、流量控制和拥塞控制等功能。

• 特性：

  • 无连接：数据包独立传输，无需建立连接。
  • 不可靠传输：不保证数据包的顺序到达和完整性，可能丢失或重复。
  • 低开销：头部信息少，适合需要快速传输的场景。
  • 不提供流量控制和拥塞控制：发送方和接收方直接传输数据，不考虑网络状态。

• 典型应用：DNS、DHCP、SNMP、VoIP、视频流等对时延敏感且允许少量数据丢失的应用。

TCP 和 UDP 的比较

特性	TCP	UDP
连接类型	面向连接	无连接
可靠性	可靠传输，保证数据顺序和完整性	不保证可靠传输，可能丢包、重复或乱序
流量控制	有	无
拥塞控制	有	无
开销	较高	较低
应用场景	需要可靠传输的应用，如 HTTP、FTP、SMTP	允许少量丢包且对时延敏感的应用，如 DNS、VoIP、视频流