传输层作为OSI模型和TCP/IP模型中的核心层，承载着至关重要的职责——为应用层提供端到端的通信服务。在这个层面，两个最为关键的协议——用户数据报协议（UDP）和传输控制协议（TCP）——以各自独特的方式实现了数据的传输，满足了不同应用场景的需求。
UDP：轻量级与高效的选择
UDP是一种无连接的、不可靠的协议，以其简单、快速著称。它不对数据包进行排序或保证其到达，也不进行错误校验和重传，因此常被称为“尽力而为”的服务。UDP的数据传输基于数据报，每个数据报都作为一个独立的单元进行处理，适合于实时性和效率优先的场景，如在线游戏、语音通话和视频流等。
UDP缓冲区管理：UDP并不像TCP那样维护复杂的连接状态和窗口机制，而是依赖于接收端的缓冲区来暂时存储接收到的数据报。当应用进程读取数据的速度跟不上UDP数据报到达的速度时，缓冲区可能满载，导致后续数据报被丢弃。因此，合理配置UDP接收缓冲区的大小，对于避免数据丢失至关重要。开发人员需要根据应用的具体需求和网络环境，通过操作系统提供的接口调整缓冲区大小，以平衡资源占用和数据丢失风险。
TCP：可靠与有序的保障
TCP是面向连接的协议，它通过一系列复杂的机制确保数据的可靠传输。TCP连接的建立与终止过程，即著名的“三次握手”与“四次挥手”，是其可靠性的基石。
三次握手：连接建立时，客户端首先发送一个SYN包到服务器，并进入SYN_SENT状态；服务器收到SYN后回复一个SYN+ACK包，进入SYN_RECV状态；最后，客户端再发送一个ACK包，双方进入ESTABLISHED状态，连接建立完成。这一过程确保了双方通信意愿的同时，也同步了序列号，为可靠传输打下基础。
四次挥手：连接终止时，主动关闭方发送一个FIN包，进入FIN_WAIT_1状态；被动方收到FIN后发送ACK，进入CLOSE_WAIT状态，主动方收到ACK后进入FIN_WAIT_2状态；当被动方准备好关闭连接时，发送FIN给主动方，进入LAST_ACK状态；主动方收到FIN后回复ACK，进入TIME_WAIT状态，等待足够时间后关闭连接，以防最后一个ACK丢失。
TCP的8种策略，通常指的是TCP拥塞控制算法中的各种状态和动作，包括慢启动（Slow Start）、拥塞避免（Congestion Avoidance）、快重传（Fast Retransmit）、快恢复（Fast Recovery）、慢启动阈值（Slow Start Threshold）、丢包恢复（Loss Recovery）、延迟确认（Delayed ACK）和持续计时器（Persist Timer）等。这些策略共同作用，通过调整发送速率、管理未确认数据、检测丢包并及时重传来确保在网络拥塞时依然能维持高效且稳定的通信。
总结
UDP和TCP各有所长，UDP以其低延迟、轻量级的特点适用于对实时性要求极高的应用，而TCP凭借其强大的错误检测、流量控制和拥塞控制机制，确保了数据的可靠传输，适用于文件传输、网页浏览等场景。理解它们的工作原理，特别是UDP的缓冲区管理和TCP的8种策略，对于优化网络应用的性能、确保数据的高效和可靠传输至关重要。开发者在选择传输层协议时，应根据实际需求权衡利弊，合理利用这两项关键技术。
