计算机网络探索（六）多路复用/分用与UDP协议

从现在开始，我们开始传输层的学习，自顶向下第六版中改成了运输层，感觉怪怪的

书中打了邮政服务和代收发信件的兄弟姐妹之间的比方，非常贴切

这是传输层和网络层的作用区别，也就是说，传输层管的是主机内部的文件传输

多路复用与多路分解

多路复用：在源主机不同套接字收集数据块，每个都装上首部信息，生成报文段，然后将报文段传递到网络
多路分解：将传输层报文段中的数据交付到正确（通过首部信息）的套接字
先介绍几个名词

名词	意义
数据块	拆解下来的数据
报文段	运输层给数据块封装上首部信息，包含源端口号和目的端口号
数据报	网络层给报文段封装上首部信息，包含源IP地址和目的IP地址
套接字	连通应用层和传输层的管道

在面向连接的多路复用中

这是报文段的内部结构

在主机连接中如图，报文段用4个端口号简要代替

复用要求：

为什么有这个要求？是因为最终是要分解出来的，所以要保证能够正确分解，这个要求是匹配分解服务的规则的

分解服务：

1. 套接字分配端口号
2. 运输层检查报文段中的端口号，并定向到套接字
3. 报文段中的数据通过套接字传到所连接的进程

以上，也是UDP的传输过程，但是TCP要复杂得多

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UDP协议

UDP协议其实很简单，没有什么好讲的，但是可以为理解TCP打下基础

这是使用UDP协议的报文段，首部只有4个字段，每个字段由两个字节组成，也就是他的头部只有8字节（TCP头部比他多很多）

可以看到有一个checksum，这叫校验和，这是什么呢？下面你就知道了

具体内容

看了上面这个图，你可能会奇怪

1.既然UDP不可靠，他为什么还要加上错误校验

这个错误校验比起TCP的要简单得多，多加这个在某种程度上可以减少错误率而不至于影响到UDP的速度，稍后会介绍

2.UDP也能增加可靠传输吗？

是的，事实上，TCP协议就是在UDP协议基础上构建的，只不过是封装好直接用
我们用UDP通过在应用层添加机制可以完成TCP的功能

校验和

目的：检测UDP段在传输中是否发生错误（如位翻转）

举例说明

一、发送方

1. 假设数据中有3个16比特的数
2. 求出前两个的和
3. 前两个的和加上第三个数，如果溢出就回卷，及和去掉最高位，然后+1
4. 现在已经加完了所有16比特的数，取反码就变成了校验和，然后发送

二、接收方

5. 将4个16比特的数（包含校验和）加起来，一定等于1111 1111 1111 1111（相当于两个反码相加），这也是取反码做校验和的原因
6. 如果不等，校验和错误，传输出现问题
   
   相信你能想到，这个还是太脆弱了，仅仅只能解决数据缺失问题，而比如其中16比特的数互相交换位置这类错误无法检测
   而且，他也只能知道发生了错误，而不知道哪里发生了错误

重点要学习的是TCP协议，以上仅仅只是学习TCP的前置知识