传输层

引言 在前面的文章中，我们理解了网络层（IP协议）如何实现主机到主机的通信。但这里有个问题： 一台主机上运行着几十个应用程序（浏览器、微信、游戏、音乐播放器…），当数据包到达这台主机时，网络层该把它交给哪个应用？ 这就是传输层要解决的核心问题：端到端通信（进程到进程通信）。 今天我们来理解： ✅ 传输层为什么必须存在？ ✅ 端口号如何解决"进程寻址"问题？ ✅ Socket是什么？为什么它是网络编程的核心？ ✅ TCP和UDP的本质区别是什么？ 第一性原理：为什么需要传输层？ 问题1：网络层只能送到主机，不能送到进程 想象一个场景： 你的电脑（IP: 192.168.1.100）同时在： - 浏览器访问淘宝（Chrome进程） - 微信聊天（WeChat进程） - 后台下载文件（迅雷进程） - 听音乐（网易云进程） 当一个数据包到达 192.168.1.100 时，网络层只知道这是给这台主机的，但不知道该交给哪个应用程序。 传输层的第一个使命：在网络层"主机到主机"的基础上，实现"进程到进程"的通信。 问题2：不同应用对通信质量有不同要求 HTTP下载文件：要求数据完整，可以慢一点 视频通话：要求实时性，丢几个数据包问题不大 游戏：要求低延迟，偶尔丢包可以接受 文件传输：要求100%可靠，不能有任何错误 传输层的第二个使命：根据应用的不同需求，提供不同的传输服务（可靠的TCP vs 快速的UDP）。 问题3：网络是不可靠的 网络层（IP协议）只负责"尽力而为"地传输数据包，它不保证： ❌ 数据包一定能到达 ❌ 数据包按序到达 ❌ 数据包不重复 ❌ 数据包不损坏 对于需要可靠通信的应用，必须有一层协议来保证这些特性。 传输层的第三个使命：为需要可靠通信的应用提供可靠传输服务（TCP的职责）。 端口号：进程的"身份证" 端口号的设计哲学 核心思想：用一个16位整数（0-65535）唯一标识一台主机上的一个应用程序（准确说是一个进程的通信端点）。 IP地址 → 定位主机（哪台电脑） 端口号 → 定位进程（哪个应用） 完整的通信地址（五元组）： 源IP + 源端口 + 目标IP + 目标端口 + 协议类型（TCP/UDP） 端口号的分类 端口范围 名称 用途 示例 0-1023 知名端口（Well-Known Ports） 系统服务和常见应用 HTTP:80, HTTPS:443, SSH:22, MySQL:3306 1024-49151 注册端口（Registered Ports） 用户应用程序 Tomcat:8080, Redis:6379, Nacos:8848 49152-65535 动态端口（Dynamic Ports） 客户端临时使用 客户端发起连接时随机分配 实战案例：查看端口使用情况 场景1：查看当前监听的端口 ...