理解面向连接和无连接协议之间的区别

网络编程中最基本的概念就是面向连接（connection-oriented）和无连接（connectionless）协议。

面向连接和无连接指的都是协议。也就是说，这些术语指的并不是无理介质本身，而是用来说明如何在物理介质上传输数据。面向连接和无连接协议可以，而且通常也确实会共享一条物理介质。

它们的本质区别在于，对无连接协议来说，每个分组的处理信息都独立于所有其他分组，而对面向连接的协议来说，协议实现则维护了与后继分组有关的状态信息。

无连接协议中的分组被称为数据报（datagram），每个分组都是独立寻址。

面向连接的协议则维护了分组之间的状态，使用这种协议的应用程序通常都会进行长时间的对话。记住这些状态，协议就可以提供可靠的传输。

典型的面向连接协议有三个阶段。第一阶段，在对等实体间建立连接。接下来是数据传输阶段，在这个阶段中，数据在对等实体间传输。最后，当对等实体完成数据传输时，连接被拆除。

连接为我们维护的状态中包含了这些地址。我们只要发送数据就行了，不需要考虑寻址或其他与协议相关的数据。

使用无连接协议可以很方便地支持一对多和多对一通信，而面向连接协议通常都需要多个独立的连接才能做到。但更重要的是，无连接协议 是构建面向连接协议 的基础。

TCP和UDP都是建立在IP之上的。因此，IP是构建整个TCP/IP协议族的基础。但IP提供的是一种尽力而为的、不可靠的无连接服务。它接收来自其上层的分组，将它们封装在一个IP分组中，根据路由为分组选择正确的硬件接口，从这个接口将分组发送出去。一旦将分组发送出去了，IP就不在关心这个分组了。

IP可以运行在任何能够承载分组的网络上。

TCP的分组被称为段（segment）， 是放在IP数据报中发送的，因此，根本无法假定这些分组会抵达目的地，更不用说保证分组无损坏且已原来的顺序到达了。为了提供可靠性，TCP向基本的IP服务添加了三项功能。首先，它为TCP段中的数据提供了校验和。这样有助于确保抵达目的地的数据在传输过程中不会被网络损坏。第二，它为每个字节分配了一个序列号，这样，如果数据抵达目的地时真的错序了，接受端也能够按照恰当的顺序将其重装起来。第三，TPC提供了一种确认-重传机制，以确保最终每个端都会被传送出去。

TCP连接的每一端都维护了一个接受窗口（receive window），接受窗口就是可以从对等实体接受的数据序列号范围。除了接受窗口之外，每个TCP还维护了一个发送窗口（send window），发送窗口被划分为两部分：已发送还未被确认的字节，以及可以发送但还未发送的字节。

RTO（Retransmission Timeout） 超时重传。

UDP只向底层IP协议中添加了两项功能。首先，它提供了一个可选的校验和来检测数据的损坏情况。尽管IP也有校验和，但它只对IP分组首部进行计算。UDP向    IP添加的第二项特性就是端口的概念。

应用程序可以通过显式的bind调用来设置这个端口，也可以有操作系统为其选择。分组到达时，内核会搜索器套接字列表，查找一个与分组中的协议、地址、和端口号相匹配的套接字。如果找到了匹配的套接字，就由指定的协议来处理数据，并将这些数据提供给所有打开了匹配套接字的应用程序。