思维导图，摘自Blog
1.功能及作用
作用：网络层在通信两端建立连接的基础上实现端到端传输，也即是在终端的主机上确定的数据包属于哪个应用程序。
功能
●复用：在发送端，多个应用进程公用一个传输层；
●分用：在接收端，传输层会根据端口号将数据分派给不同的应用进程。
和网络层的区别：
●网络层为不同主机提供通信服务，而传输层为不同主机的不同应用提供通信服务。
●网络层只对报文头部进行差错检测，而传输层对整个报文进行差错检测。
端口实现复用和分用
服务器使用的端口号（复用）
客户端使用的端口号（分用）
2.UDP 和 TCP 的特点
●用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）
是无连接的,不可靠，没有拥塞控制，面向报文（对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加 UDP 首部），支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和临时添加的。
●传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）
是面向连接的，可靠，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流（把应用层传下来的报文看成字节流，把字节流组织成大小不等的数据块），每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。
可靠性表现在：它向应用层提供的数据是 无差错的、有序的、无丢失的，简单的说就是：TCP最终递交给应用层的数据和发送者发送的数据是一模一样的。
PS：网络层传输的数据单元为『数据报』，传输层的数据单元为『报文段』，但为了方便起见，可以统称为『分组』。
首部格式
序号 ：用于对字节流进行编号，例如序号为 301，表示第一个字节的编号为 301，如果携带的数据长度为 100 字节，那么下一个报文段的序号应为 401。
确认号 ：期望收到的下一个报文段的序号。例如 B 正确收到 A 发送来的一个报文段，序号为 501，携带的数据长度为 200 字节，因此 B 期望下一个报文段的序号为 701，B 发送给 A 的确认报文段中确认号就为 701。
数据偏移 ：指的是数据部分距离报文段起始处的偏移量，实际上指的是首部的长度。
确认 ACK ：当 ACK=1 时确认号字段有效，否则无效。TCP 规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK 置 1。
同步 SYN ：在连接建立时用来同步序号。当 SYN=1，ACK=0 时表示这是一个连接请求报文段。若对方同意建立连接，则响应报文中 SYN=1，ACK=1。
终止 FIN ：用来释放一个连接，当 FIN=1 时，表示此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放连接。
窗口 ：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。
3. TCP的三次握手
举个栗子：TCP 三次握手好比在一个夜高风黑的夜晚，你一个人在小区里l溜达，不远处看见小区里的一位漂亮妹子迎面而来，但是因为路灯有点暗等原因不能100%确认，所以要通过招手的方式来确定对方是否认识自己。
你首先向妹子招手(syn)，妹子看到你向自己招手后，向你点了点头挤出了一个微笑(ack)。你看到妹子微笑后确认了妹子成功辨认出了自己(进入estalished状态)。
初始状态是妹子看着我（即 B 处于 LISTEN（监听）状态，等待客户的连接请求）
1.你招手（A 向 B 发送连接请求报文，SYN=1，ACK=0，选择一个初始的序号 x）
2.妹子点头微笑并招手（向 A 发送连接确认报文，SYN=1，ACK=1，确认号为 x+1，同时也选择一个初始的序号 y）
3.你点头微笑（向 B 发出确认，确认号为 y+1，序号为 x+1）
因此两人都确定了，彼此都相互认识，开始聊天（A和B连接建立，开始传送数据）
三次握手的原因
第三次握手是为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。
4. TCP的四次挥手
还是举个栗子：
1、A 向 B 发出 FIN=1，表示自己没有数据要发送了，要断开连接。
2、B 收到 FIN =1，回复确认ACK=1，表示收到了 A 的 FIN 包，不会再接收 A 的数据了
3、B 再发 FIN=1（断开连接）， ACK=1（不再接受A发的数据了，TCP处于半关闭，B还能向A发送数据）后，可能还有数据要发给 A，这个数据是不能停止发送的，有数据还是需要继续发送。
4、B 发完了数据，也发出 FIN =1，告诉 A 自己的数据发完了，不再发送数据了.
5、A 收到了 B 的 FIN=1（断开连接），知道 B 也没有数据要发送了，回复 ACK=1（确认收到消息）。此时，连接可以断开了。、
四次挥手的原因
客户端发送了 FIN 连接释放报文之后，服务器收到了这个报文，就进入了 CLOSE-WAIT 状态。这个状态是为了让服务器端发送还未传送完毕的数据，传送完毕之后，服务器会发送 FIN 连接释放报文。
5. TCP的可靠传输机制
TCP 使用超时重传来实现可靠传输：如果一个已经发送的报文段在超时时间内没有收到确认，那么就重传这个报文段。
6. TCP滑动窗口控制
窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。
发送窗口内的字节都允许被发送，接收窗口内的字节都允许被接收。如果发送窗口左部的字节已经发送并且收到了确认，那么就将发送窗口向右滑动一定距离，直到左部第一个字节不是已发送并且已确认的状态；接收窗口的滑动类似，接收窗口左部字节已经发送确认并交付主机，就向右滑动接收窗口。
接收窗口只会对窗口内最后一个按序到达的字节进行确认，例如接收窗口已经收到的字节为 {31, 34, 35}，其中 {31} 按序到达，而 {34, 35} 就不是，因此只对字节 31 进行确认。发送方得到一个字节的确认之后，就知道这个字节之前的所有字节都已经被接收。
7. TCP 拥塞控制
如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时发送方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当控制发送方的速率。这一点和流量控制很像，但是出发点不同。流量控制是为了让接收方能来得及接收，而拥塞控制是为了降低整个网络的拥塞程度。
TCP 主要通过四个算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。
发送方需要维护一个叫做拥塞窗口（cwnd）的状态变量，注意拥塞窗口与发送方窗口的区别：拥塞窗口只是一个状态变量，实际决定发送方能发送多少数据的是发送方窗口。