传输层（Transport Layer）

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本文深入解析传输层在网络通信中的核心作用，包括其主要功能、提供的服务类型，以及TCP和UDP这两种关键协议的区别与应用场景。此外，还介绍了如何通过端口号区分不同的服务与会话。

传输层是整个网络的关键部分，它是实现两个用户进程间端到端的可靠通信，处理数据包的错误，数据包的次序，以及一些其他关键传输问题。它向下（七层模型的向下）是通信服务的最高层，弥补通信子网的差异和不足，而向上是用户功能的最底层。


主要功能：建立、维护和拆除传输层的连接，向网络层提供合适的服务。提供端到端的错误恢复和流量控制，向会话层提供独立于网络层的传送服务和可靠的透明数据传输。


传输层的相关协议

TCP（Transmission control protocol传输控制协议）

UDP（User Datagram Protocol用户数据报协议）

它们涉及服务使用的端口号，主机根据端口号识别服务，区分会话。


端口：如WWW服务端口号：80  Telnet服务端口号：23等

C:WINDOWS\system32\drivers\etc\services 记录了服务名称和对应的端口号


区分会话：源IP，源端口号，目标IP，目标端口号，四者共同唯一标识一个会话。


命令：netstat[空格] -n

可以获取其他应用使用的端口和IP等



传输层安全性 ——TLS（Transport Layer Security）简介
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TLS（Transport Layer Security）是一种广泛使用的安全协议，旨在确保互联网通信的隐私性和数据完整性。它是SSL（Secure Sockets Layer）的继任者，最初版本于1999年发布，最新版本是TLS 1.3。
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传输层 大纲： （一）传输层提供的服务 1）传输层的功能 2）传输层寻址与端口 3）无连接服务与面向连接服务 （二）UDP 1）UDP数据报 2）UDP校验 （三）TCP 1）TCP报文段 2）TCP连接管理 3）TCP可靠传输 4）TCP流量控制与拥塞控制 1. 传输层提供的服务 传输层是5层模型中的第四层，他面向上面的应用层提供服务。传输层为两台主机提供了应用进程之间的通信，又称端到端通信。由于网络层协议是不可靠的，会使分组丢失、失序、重复等，所以由传输层给数据传输提供可靠服务。 传输层的功能如下：
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国外知名大学使用教材，这个是其中一部分，希望对大家有帮助
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传输层主要负责主机间进程的可靠通信，包含端到端连接、数据可靠传输等功能。主要协议TCP提供面向连接的可靠服务（如差错重传、流量控制），而UDP则适用于实时性要求高的场景。通过端口号、三次握手等机制实现进程区分和稳定连接。在游戏开发中，客户端与服务器的Socket通信正是基于传输层协议实现数据可靠传输。简言之，传输层确保不同主机上的进程能有序、完整地收发数据。
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(DTLS)，是一种相关的通讯协议，为基于 datagram 的应用提供安全性，通过允许它们以设计用于避免窃听，篡改或消息伪造的方式进行通讯。然而，应用通常使用 TLS，好像它在传输层一样，即使使用 TLS 的应用必须主动控制 TLS 握手的初始化以及处理身份认证证书的交换。TLS 协议的主要目标是在两个或多个通讯额计算机应用间提供安全性，包括保密性，完整性，和真实性，通过应用密码学，例如证书。结果，TLS 的安全配置涉及很多配置参数，并不是所有选项都提供上面列表中描述的所有与隐私相关的属性。
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TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。首先，传输层位于OSI七层模型的第四层，处于面向网络通信的低三层（物理层、数据链路层和网络层）和面向信息处理的高三层（会话层、表示层、应用层）之间。：传输层对于网络通信至关重要，因为它为上层应用提供了一个可靠（在TCP的情况下）或高效（在UDP的情况下）的数据传输平台。综上所述，传输层是网络通信中不可或缺的一部分，它通过提供端到端的数据传输服务，确保了数据能够在不同的主机之间可靠地传输。
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TransportLayer
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传输层（Transport Layer）在网络通信中扮演着重要角色，它负责在终端系统之间提供端到端的通信服务，主要功能是将应用层的消息进行分段处理后传入网络层，以及在接收端将分段重新装配成完整的消息后传入应用层 [^3]。 在BLE Mesh蓝牙组网技术中，传输层可分为上传输层（Upper Transport Layer）和下传输层（Lower Transport Layer）。上传输层会发送或接收Upper Transport Control PDU，这是一种协议数据单元，用于传输特殊的“传输控制消息”，像与“友谊”相关的心跳和消息等，目的是实现低功耗节点和好友节点之间的通信，以节省电池寿命和网络资源 [^1]。 下传输层的分段消息包括分段接入层消息和分段控制消息。分段接入层消息用于传输来自访问层的应用消息或配置消息，长度为5 - 16字节，由1字节控制字段和4 - 15字节上层传输层接入消息PDU组成；分段控制消息用于传输来自上层传输层的控制消息，长度为5 - 12字节，由1字节控制字段和4 - 11字节参数字段组成 [^2]。 在互联网协议里，传输层也有多种协议，比如TCP和UCP。TCP是可靠的、有序的，具备拥塞控制、流控制和连接建立等功能；UCP则是不可靠的、无序的，仅帮助IP实现最基本的功能，不过两者都无法保障延迟和带宽 [^3]。同时，传输层还涉及一些常见的协议，如HTTP用于万维网、FTP用于数据传输、SMTP用于发送邮件、IMAP用于接收邮件 [^4]。 此外，为了确保发送方和接收方通信内容在传输过程中未被改变，可使用密码散列函数（Hash函数）。通过秘密商定一个鉴别密钥，计算Hash(d + s)生成报文鉴别码MAC来验证报文完整性 [^5]。 ### 代码示例 以下是一个简单的Python示例，模拟传输层将消息分段和重新装配的过程： ```python # 发送端：将消息分段 def break_message(message, segment_size): segments = [] for i in range(0, len(message), segment_size): segments.append(message[i:i + segment_size]) return segments # 接收端：将分段重新装配成消息 def reassemble_message(segments): return ''.join(segments) # 示例消息 message = "This is a test message for transport layer." # 分段大小 segment_size = 5 # 发送端分段 segments = break_message(message, segment_size) print("Segments:", segments) # 接收端重新装配 reassembled_message = reassemble_message(segments) print("Reassembled message:", reassembled_message) ```
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