一、运输层的基本概念
从通信和信息处理的角度看，运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。只有位于网络边缘部分的主机的协议栈才有运输层，而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到下三层的功能。
在一台主机中经常有多个应用进程同时分别和另一台主机中的多个应用进程通信。
这表明运输层有一个很重要的功能——复用 (multiplexing)和分用 (demultiplexing)。
1.1端口的概念
从IP层来说，通信的两端是两台主机。
从运输层的角度看，通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程。端到端的通信是应用进程之间的通信。
也就是说：运输层主要是处理进程之间的通信的，而端口就代表了进程。
- 端口用一个 16 位端口号进行标志。
- 端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。
由此可见，两个计算机中的进程要互相通信，不仅必须知道对方的 IP 地址（为了找到对方的计算机），而且还要知道对方的端口号（为了找到对方计算机中的应用进程）。
1.2屏蔽作用
运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节（如网络拓扑、所采用的路由选择协议等），它使应用进程看见的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。（这也是分层的好处）
二、两种不同的运输协议TCP、UDP
- 当运输层采用面向连接的 TCP 协议时，尽管下面的网络是不可靠的（只提供尽最大努力服务），但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。
- 当运输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻辑通信信道是一条不可靠信道。
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
2.1UDP
UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能：
- 复用和分用的功能
- 差错检测的功能
UDP特性：
- 提供无连接服务。
- 在传送数据之前不需要先建立连接。
- 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。
- 对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。
- 虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。
- UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
- UDP 的首部开销小，只有 8 个字节，比 TCP 的 20 个字节的首部要短
还要注意的是：
- IP 数据报要经过互连网中许多路由器的存储转发。
- UDP 用户数据报是在运输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的。
UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。应用层交给 UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次发送一个报文。
2.1.1UDP 的首部格式
在计算检验和时，临时把“伪首部”和 UDP 用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。
请注意，虽然在 UDP 之间的通信要用到其端口号，但由于 UDP 的通信是无连接的，因此不需要使用套接字。
2.2TCP
面向字节流
- TCP 中的“流”(stream)指的是流入或流出进程的字节序列。
- “面向字节流”的含义是：虽然应用程序和 TCP 的交互是一次一个数据块，但 TCP 把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串无结构的字节流。
- 接收方应用程序收到的字节流必须和发送方应用程序发出的字节流完全一样。
- 提供面向连接的服务。
- 传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)。
- TCP 不提供广播或多播服务。
- 由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。
TCP 报文段是在运输层抽象的端到端逻辑信道中传送，这种信道是可靠的全双工信道。但这样的信道却不知道究竟经过了哪些路由器，而这些路由器也根本不知道上面的运输层是否建立了 TCP 连接。
值得注意的点：
- TCP 连接是一条虚连接而不是一条真正的物理连接。
- TCP 对应用进程一次把多长的报文发送到TCP 的缓存中是不关心的。
- TCP 根据对方给出的窗口值和当前网络拥塞的程度来决定一个报文段应包含多少个字节（UDP 发送的报文长度是应用进程给出的）
2.2.1套接字的概念
在TCP中，面向的既不是IP，又不是端口，它面向的是套接字。
TCP 连接的端点叫做套接字 (socket) 或插口。
- 端口号拼接到 (contatenated with) IP 地址即构成了套接字。
2.2.2TCP 报文段的首部格式
TCP 虽然是面向字节流的，但 TCP 传送的数据单元却是报文段
TCP 报文段首部的前 20 个字节是固定的，后面有 4n 字节是根据需要而增加的选项 (n 是整数)。因此 TCP 首部的最小长度是 20 字节。
