本文深入探讨了传输层的功能，重点关注TCP和UDP协议。详细讲解了UDP的特点，如无连接、不可靠及面向数据报，并介绍了TCP的确认应答、超时重传、连接管理等机制，以及TCP与UDP的主要区别。
目录
一、传输层功能
提供端对端的接口，确保网络数据传输的可靠性(安全性）向应用层提供通信服务；
（五元组：源ip，源port，目的ip，目的port，协议号；作用：标识一个通信）
二、传输层协议
1.UDP协议
（1）协议格式
- 16位的源端口/16位的目的端口：描述数据从哪个进程发送到哪个进程 – 负责实现应用程序间的数据传输
- 16位的数据报长度：包含UDP报文头部在内的整体报文长度，16位存储的最大数字为65535
- 16位的校验和：二进制反码求和算法，用于校验接收到的数据和发送的数据是否一致
- 发送方在发送数据之前，校验和为0，从完整报文的第0个字节开始，每个字节进行取反相加，超过16位的部分取出来，再次与低16位进行相加，最后得到一个校验和填充到协议字段中
- 接收方接收到数据之后，从完整报文的第0个字节开始，每个字节进行取反相加，最终的结果如果为0，则表示数据一致，否则则表示数据不一致
（2）特点
UDP传输过程类似于寄信；
①无连接：知道对端的IP和端口号就直接进传输，不需要建立连接；
②不可靠：没有确认，重传机制；如果因为网络故障该段无法发送到对方，UDP协议层不会给应用层返回任何错误信息；
③面向数据报：不能灵活的控制读写数据的次数和数量；
（3）缓冲区
①没有真正意义上的发送缓冲区，调用sendto会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作；
②具有接收缓冲区，不能保证数据顺序一致；
UDP的socket既能读也能写，叫做全双工；
（4）UDP注意事项
UDP协议首部中有一个16位的最大长度，也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K（包含UDP首部），如需传输大于64K的数据，就需要在应用层手动分包，多次发送，并在接收端手动拼接；
（5）基于UDP的应用层协议
NFS：网络文件共享；
TFTP：简单文件传输协议；
DHCP：动态主机配置协议；
BOOTP：启动协议（用于无盘设备启动）；
DNS：域名解析协议；
2.TCP协议
（1）协议格式
- 16位的源端口和目的端口：负责应用程序之间的数据传输
- 32位序号/32位确认序号：实现确认应答机制以及接收端的包序管理
- 4位头部长度：表示TCP头部有多少，TCP头部是不定长的，主要取决于选项数据的大小，TCP头部最小为20字节，最大60字节(选项数据中占0~40字节)
- 6位保留位：目前没有想好用来干什么，先预留出来用于以后扩展
- 6位标志位：URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN
- 16位窗口大小：表示本端可以接收的数据大小，用于实现滑动窗口机制，进行流量控制
- 16位校验和：二进制反码求和算法，校验数据接收与发送的一致性
- 16位紧急指针：标识哪些数据是紧急数据(带外数据)
- 0-40字节的选项数据：通常用于协商一些信息如MSS的长度
（2）六位标志位
URG：紧急指针是否有效；
ACK：确认号是否有效；
PSH：提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走；
RST：对方要求重新建立连接，把携带RST标识的称为复位报文段；
SYN：请求建立连接，把携带SYN标识的称为同步报文段；
FIN：通知对方，本端要关闭了，把携带FIN标识的称为结束报文段；
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