第二章 传输层：TCP、UDP和SCTP(1)

1. TCP/IP协议族总图

IPv4   网际协议版本4(Internet Protocol version 4)。使用32位地址。IPv4给TCP、UDP、SCTP、ICMP和IGMP提供分组递送服务。

IPv6   网际协议版本6(Internet Protocol version 6)。使用128位地址。给TCP、UDP、SCTP和ICMPv6提供分组递送服务。

TCP   传输控制协议(Transmission Control Protocol)。是一个面向连接的协议，为用户进程提供可靠的全双工字节流。TCP套接字是一种流套接字(stream socket)。TCP关心确认、超时和重传之类的细节。

UDP   用户数据报协议(User Datagram Protocol)。是一个无连接协议。UPD套接字是一种数据报套接字(datagram socket)。UDP数据报不能保证最终到达它们的目的地。

2. 用户数据报协议(UDP)

UDP是一个简单的传输层协议。应用进程往一个UDP套接字写入一个消息，该消息随后被封装到一个UDP数据报，该UDP数据报进而被封装到一个IP数据报，然后发送到目的地。UDP不保证UDP数据报会到达其最终目的地，不保证个个数据报的先后顺序跨网络后保持不变，也不保证每个数据报只到达一次。

使用UDP进行网络编程所遇到的问题是它缺乏可靠性。如果一个数据报到达了其最终目的地，但是校验和检测发现有错误，或者改数据报在网络传输途中被丢弃了，它就无法被投递给UDP套接字，也不会被远端自动重传。如果想要确保一个数据报到达其目的地，可以往应用程序中添置一大堆的特性：来自对端的确认、本端的超时与重传等。

每个UDP数据报都有一个长度。如果一个数据报正确地到达其目的地，那么该数据报的长度将随数据一道传递给接收端的应用程序。

UDP提供无连接的服务，因为UDP客户与服务器之间不比存在任何长期的关系。一个UDP客户可以创建一个套接字并发送一个数据给一个给定的服务器，然后理解用同一套接字发送给另一个数据报给另一个服务器。同样地，一个UDP服务器可以用同一个UDP套接字从若干不同的客户接受数据报，每个客户一个数据报。

3. 传输控制协议(TCP)

由TCP向应用进程提供的服务不同于由UDP提供的服务。

首先，TCP提供客户与服务器之间的链接，TCP客户先于某个给定的服务器建立一个连接，再跨该连接与那个服务器交换数据，然后终止这个连接。

其次，TCP还提供了可靠性。当一个TCP向另一端发送数据时，它要求对端返回一个确认，如果没有收到确认，TCP就自动重传数据并等待更长时间。在数据重传失败后，TCP才放弃，如此发送数据上所花的总时间一般为4~10分钟(依赖于具体实现)

再次，TCO提供流量控制。TCP总是告知对端在任何时刻它一次能够从对端接受多少字节的数据，这称为通告窗口。在任何时间，该窗口指出接收缓存区中当前可用的空间量，从而确保端发送的数据不会使接收缓冲区溢出。