传输层 TCP 与 UDP
传输层在 IP（负责主机到主机）之上，提供进程到进程的逻辑通信——靠端口区分应用。它有两大协议：TCP（面向连接、可靠、有序，代价是握手开销与队头阻塞）和 UDP（无连接、轻量、快，代价是不保证送达）。本叶从端口与复用分用讲起，拆解 UDP 的极简、TCP 的三次握手/四次挥手、可靠传输（序列号/确认/重传）、流量控制与拥塞控制，最后到 TCP vs UDP 选型与 TCP 队头阻塞——也就是 QUIC 诞生的动机。
概述
- 传输层职责：进程到进程通信，靠端口（16 位）区分应用；复用（多应用共享网络发送）与分用（按端口分发给进程）；
socket = IP + 端口。 - UDP：无连接、8 字节首部、不保证可靠/有序——换来低延迟低开销，适合 DNS、实时音视频、游戏、QUIC。
- TCP：面向连接（三次握手建连、四次挥手断开）、可靠（序列号 + 确认 + 重传 + SACK）、有序（字节流）。
- 两种「控制」：流量控制（滑动窗口 rwnd，护接收方不被压垮）vs 拥塞控制（cwnd + 慢启动/拥塞避免/AIMD，护网络不被压垮）。
- 队头阻塞：TCP 保证有序交付，一个段丢失会阻塞后面已到达的段——这是 HTTP/2 仍受困、QUIC 改用 UDP 的根因（详见「HTTP 演进与性能」叶）。
本叶地图
- 入门 —— 传输层全景，TCP 与 UDP 的分工
- 传输层与端口·复用分用 —— 进程到进程、端口分类、复用/分用、socket
- UDP 协议与适用场景 —— 无连接、8 字节首部、低延迟场景
- TCP 三次握手与四次挥手 —— 建连/断连、为什么三次/四次、TIME_WAIT、SYN 洪水
- TCP 可靠传输 —— 序列号、累积确认、超时/快速重传、SACK、滑动窗口
- 流量控制与拥塞控制 —— rwnd vs cwnd、慢启动、AIMD、Reno/CUBIC/BBR
- TCP vs UDP 选型与队头阻塞 —— 全面对比、选型决策、TCP 队头阻塞与 QUIC
- 参考 —— TCP vs UDP 对比 + 握手 + 可靠传输 + 流控拥控 + 权威链接
文档地址
- MDN: TCP · UDP · TCP 握手
- RFC 9293: TCP · RFC 768: UDP
- Cloudflare: TCP/IP · High Performance Browser Networking