計算機網絡：（十一）多協議標記交換 MPLS
- 前言
- 一、運輸層的作用
- 二、基于端口的復用和分用功能
- 三、屏蔽作用
- 四、可靠信道與不可靠信道
- 五、運輸層的兩個主要協議
前言
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前面我們講解了計算機網絡中網絡層的相關知識，包括網絡層轉發分組的過程、網際控制報文協議（ICMP），以及網絡層的重要概念和網際協議（IP），互聯網的路由選擇協議、IPV6與IP多播。
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接下來，我們開始講解計算機網絡里新的知識點《傳輸層》。
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一、運輸層的作用
想象一下，兩臺主機就如同兩座大樓，主機里的應用進程（AP?、AP?…）就像是大樓里的一個個房間。而運輸層，就好比是連接這些房間的通道，它為應用進程之間提供了邏輯上的通信。也就是說，通過運輸層，不同主機里的應用進程能像在同一個空間里一樣相互交流。
- 在實際情況中，一臺主機里往往有多個應用進程同時分別和另一臺主機中的多個應用進程通信。
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比如，你的電腦可能同時在瀏覽網頁、下載文件和聊天，這些不同的操作就是不同的應用進程在和另一臺主機（比如服務器）的對應進程通信。
這就需要運輸層具備一個重要功能——復用和分用。
- 復用就像是把多個應用進程的數據打包成適合運輸的形式。
- 分用則是把收到的數據包準確地分發給對應的應用進程。
- 同時，根據應用程序的不同需求，運輸層有兩種不同的運輸協議：面向連接的TCP和無連接的UDP。就像寄東西，有些東西需要穩妥的快遞（類似TCP），有些只需要簡單的平郵（類似UDP）。
二、基于端口的復用和分用功能
我們可以把數據傳輸的過程想象成貨物的運輸。
- 發送方這邊，應用層的各個應用進程就像不同的商家，它們要發送的數據就是不同的貨物。
- 運輸層的“TCP復用”和“UDP復用”就像兩個打包點，分別把來自不同商家（應用進程）的貨物（數據）打包成“TCP報文段”和“UDP用戶數據報”。
- 然后，網絡層的“IP復用”就像一個大倉庫，把這些打好包的TCP報文段和UDP用戶數據報都裝進“IP數據報”這個大集裝箱里，準備運輸。
接收方那邊，過程就反過來了。
- 網絡層的“IP分用”先把大集裝箱（IP數據報）打開，取出里面的TCP報文段和UDP用戶數據報。接著，運輸層的“TCP分用”和“UDP分用”就像快遞員，把這些包裹分別送到對應的商家（應用進程）手中。
三、屏蔽作用
- 運輸層就像一個貼心的助手，它向高層的應用進程屏蔽了下面網絡核心的各種復雜細節。
比如網絡是怎么連接的，數據是通過哪些路線傳輸的等等。
這就好比我們打電話，我們不需要知道信號是如何通過基站傳輸的，也不用關心通信網絡的拓撲結構，只需要知道拿起電話能和對方通話就行。應用進程通過運輸層，看到的就好像是在兩個運輸層實體之間有一條直接的、端到端的邏輯通信信道。
四、可靠信道與不可靠信道
- 可靠信道：使用面向連接的協議，比如TCP。
這就像我們寄貴重物品時選擇的有追蹤和簽收服務的快遞。發送方會確保數據準確無誤地到達接收方，并且接收方會確認收到，如果數據丟失或出錯，發送方會重新發送，整個過程是雙向且可靠的。
- 不可靠信道：使用無連接的協議，比如UDP。
這就像我們寄平信，我們把信投出去后，無法確定它是否能準確、及時地到達對方手中，可能會丟失，也可能會延遲，接收方也不會反饋是否收到，存在不確定性。
五、運輸層的兩個主要協議
在TCP/IP體系結構中，運輸層有兩個主要協議，它們位于應用層下方，IP層上方。
- 用戶數據報協議UDP (User Datagram Protocol)：它是無連接的，就像快速投遞信件，不需要提前和接收方打招呼，直接發送數據。它的優點是傳輸速度快，但不能保證數據一定能到達，也不能保證數據的順序。適合對實時性要求高，不太在意少量數據丟失的場景，比如視頻聊天、語音通話。
- 傳輸控制協議TCP (Transmission Control Protocol)：它是面向連接的，就像發送重要文件，會先和接收方建立連接，確認對方準備好接收后再發送數據。在傳輸過程中，會不斷檢查數據是否丟失、出錯，一旦出現問題就會重新發送，保證數據準確、有序地到達。適合對可靠性要求高的場景，比如文件下載、郵件發送。
以上就是本篇博客的全部內容，下一篇我們繼續探討計算機網絡里面的知識。
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