考点二：传输层的两种服务

物理层、数据链路层、网络层提供的都是不可靠的服务。为了实现可靠的服务，传输层必须能够提供可靠服务的协议（不然，整个网络都是不可靠的，估计没人敢用）。但是面对不同应用的特点，有的应用需要可靠地传输协议，有的应用需要高效率，因此传输层提供了两种不同的传输协议，如图5-4所示。TCP/IP协议簇在IP层之上使用两个协议：一个是面向连接的传输控制协议（TCP）；另一个是无连接的用户数据报协议（UDP）。当采用UDP时，传输层向上提供的是一条不可靠的逻辑信道。

图5-4　传输层协议栈结构

面向连接的服务在通信过程中包括连接建立、连接管理和连接释放3个阶段。在通信双方进行通信之前，必须先建立连接，在通信过程中，整个连接一直被管理；当通信结束后，则应该释放这个连接。其中，TCP提供面向连接的服务，在传送数据之前必须先建立连接。TCP只能提供一对一的服务，不提供一对多、多对一或多对多的服务，由于TCP提供面向连接的可靠的传输服务，因此不可避免地增加了许多开销，如确认、流量控制、计时器及连接管理等。这不仅使协议数据单元的头部增大很多，还要占用许多的处理机资源。因此，TCP主要适用于可靠性很重要的场合，如文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）、远程登录（TELNET）、SMTP和POP3等。

而无连接的服务，两个实体之间的通信不需要事先建立好连接，直接将信息发送到“网络”中，并提供一种尽力而为的发送服务。其中，UDP是一个无连接的、非可靠的传输层协议，在传送数据之前不需要先建立连接，它在IP之上仅提供两个服务：端口和对数据的校验。远程主机的传输层收到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，使用UDP的应用主要包括简单文件传输协议（TFTP）、域名服务系统（DNS）和路由信息协议（RIP）等。

注意：传输层的UDP用户数据报与网络层的IP数据报有很大区别。IP分组要经过路由器进行转发，但UDP用户数据报是在传输层的端到端抽象的逻辑信道中传送。