传输层协议的重要性有哪些（传输层协议的三个功能）

当一个应用想要和另一个应用通信时，它需要告诉计算机消息应该发送到哪个应用。为了做到这一点，每个应用都会被分配一个端口号，就像是门牌号一样。在互联网中，这些门牌号被称为端口（port）。

端口映射器

当用户需要与其他用户进程通信时，它们不知道对方的地址。所以有一个特殊的进程叫做端口映射器。用户首先与端口映射器建立连接，然后发送一个消息，说自己要什么服务，端口映射器会返回相应的地址。

用户得到地址后，就与所需服务建立连接。

新服务创建时，会向端口映射器注册，告诉它自己的名字和地址，这样端口映射器就知道了哪个服务对应哪个地址。

端口映射器的功能就类似于电话系统中「查号操作员」，它提供的是名字到电话号码之间的映射关系。

数据有效时长

比如，有个人想要通过银行转账，他先跟银行建立连接，然后告诉银行要把钱转到哪个账户。不过，有时候数据包会走错路，或者发送的时候网络太慢，导致发送端以为消息没送到，就又发了一次。这次，消息走了更短的路，很快就到了接收端，于是发送端就结束了连接。

不幸的是，之前的消息会在网络中冒出来，到达接收端，让银行以为是新的请求。银行没法知道这其实是之前的请求，所以又转了一次钱。

为了避免这种情况，我们要设定一个消息的「保质期」，我们不允许数据包在网络中无限期地生存下去，需要设计一种机制来丢掉已经过时的数据包。

比如在互联网上，通常规定一个消息的最长等待时间是 120 秒。如果超过了这个时间，我们就可以放心地丢掉这个消息了，不用再担心它会冒出来搞乱事情。

对于某些应用场景来说，120秒可能会被认为太长了。在某些实时性要求高的应用中，如在线游戏或实时通信应用，120秒的等待时间可能会被视为过长，因为在这么长的时间内，用户可能已经感受到了明显的延迟。

对于一些需要更快速响应的应用，可能会选择更短的超时时间，以便及时发现和处理网络问题。通常，超时时间的选择取决于具体的应用需求、网络性能以及对可靠性和实时性的权衡考虑。

两军对垒试验

有一个著名的实验是两军对垒问题，一支白军被困在一个山谷中，两旁的山上都是蓝军，白军的实力超过了两旁任何一支蓝军单独的力量，但是两支蓝军合起来的实力却超过了白军。

如果任何一支蓝军单独发起进攻，他将被白军击败，如果两支蓝军同时发起攻击，他们会取得胜利，两支蓝军，希望同时能够发动攻击，然而他们唯一的通信介质就是让士兵穿过山谷传递消息，而在穿越山谷的时候，士兵可能会被白兵抓住，从而丢失信息。

现在的问题是如何存在一个让蓝军获胜的协议？

假设蓝军 1 号的指挥官发送这样一条消息，我们将在 2 月 10 日黎明时分发起进攻怎么样？现在假设消息已经传到了蓝军 2 号，2 号指挥官同意了，他把信息安全的送回到了蓝军 1 号，进攻会如期举行吗？不会。

因为蓝军 2 号指挥官，不知道他的回信是否能够送到，如果回信没有送过去，蓝军 1 号将不会发动进攻，所以对他来说，贸然发动进攻是十分愚蠢的。

协议的重要性

通过上述实验，我们可以认识到通信中「协议」的重要性。

UDP 和 TCP 是两种常见的传输层协议，它们各自具有不同的特点和适用场景。

UDP 协议主要注重传输的效率和速度，但并不保证数据的可靠性和顺序传输。在一些对传输延迟要求较高、对数据准确性要求不那么严格的应用场景下，如实时音视频传输、在线游戏等，UDP是一个很好的选择。

而 TCP 协议则更加注重数据的可靠性和完整性，它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务，通过序号和确认机制确保数据的顺序和完整性。

在一些对数据准确性要求较高、需要确保数据可靠传输的应用场景下，如文件传输、网页访问等，TCP 是更为合适的选择。

内容优化：ChatGPT
图片来源：Pixabay
内容来源：《计算机网络》

原创文章，作者：小道研究，如若转载，请注明出处：https://www.sudun.com/ask/34620.html