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Chapter 12 UDP 與 TCP 本章提要 12-1 UDP 12-2 TCP 12-3 TCP 傳送機制 12-4 TCP 連線 12-5 TCP 封包 12-6 擷取 TCP 封包 UDP 與 TCP 先前第 8 章至第 11 章已陸續介紹了網路層相關的協定與功能。本章將要介紹傳輸層的協定。 在 DoD 模型中, 傳輸層位於網路層與應用層之間, 主要的功能是負責應用程式之間的通訊。舉凡連接埠管理、流量控制、錯誤處理, 與資料重送皆是傳輸層的工作。 本章將介紹 TCP / IP 協定組合在傳輸層的兩個協定：UDP 與 TCP, 藉此說明傳輸層的各項功能。 12-1 UDP UDP（User Datagram Protocol）是一個相當陽春的協定, 僅提供連接埠（Port）處理的功能。UDP 具有以下特性： UDP 表頭可記錄封包來源端與目的端的連接埠資訊, 讓封包能夠正確地送達目的端的應用程式。 UDP 非連接式（Connectionless）的傳送特性。UDP 與 IP 雖然是在不同層運作, 但都是以非連接式的方式來傳送封包（參見 8-1 節）。由於此特性, 使得 UDP 的傳送過程較為單純, 但是相對地可靠性較差。在傳送過程中若發生問題, UDP 並不具有確認、重送等機制, 而是必須仰賴上層（應用層）的協定來處理這些問題。 UDP 與 TCP 相比, 由於 UDP 僅提供基本傳輸層的功能, 因此在應用上不若 TCP 廣泛。使用 UDP 的應用程式, 通常是基於以下的考量： 為了要降低對電腦資源的需求。以 DNS 服務為例, 由於可能要面對大量用戶端的詢問（請參考第 13 章）, 若是使用 TCP 可能會耗費許多電腦資源, 因此使用資源需求較低的 UDP。 UDP 應用程式本身已提供資料完整性的檢查機制, 因此毋須仰賴傳輸層的協定來執行此工作。此外, 若應用程式傳輸的並非關鍵性的資料, 例如：路由器會週期性地交換路由資訊, 若這次傳送失敗, 下次仍有機會將資訊重送。在這種情況下, 也會使用 UDP 作為傳輸層的協定。 UDP 要使用多點傳送（Multicast）或廣播傳送（Broadcast）等一對多的傳送方式時, 必須使用 UDP。這是因為使用連接式（Connection-Oriented）傳送方式的 TCP（參見下一節）, 僅限於一對一的傳送方式。 12-1-1 連接埠 UDP 最重要的功能是管理連接埠。 從先前介紹 IP 的章節中, 我們已經知道 IP 的功能是要將封包正確地傳送至目的地。不過, 當 IP 封包送達目的地時, 接下來便立即面臨一個問題, 電腦上可能同時執行多個應用程式, 例如：使用者同時開啟 Internet Explorer 與 Outlook Express, 那麼收到的 IP 封包應該送至哪一個應用程式呢？ UDP 便是利用連接埠來解決上述的問題。 什麼是連接埠？ 連接埠的英文為 Port, 但它並非像是電腦平行埠或序列埠等實體的接頭, 而是屬於一種邏輯上的概念。 每一部使用 TCP / IP 的電腦, 都會有許多連接埠, 並使用編號加以區分。應用程式若經由 TCP / IP 存取資料, 就必須獨佔一個連接埠編號。 因此, 當主機收到 IP 封包後, 可以藉由連接埠編號, 判斷要將封包送給哪一個應用程式來處理。 什麼是連接埠？ IP 位址與連接埠編號兩者合起來稱為 Socket Address（簡稱為 Socket）, 可用來定義 IP 封包最後送達的終點, 亦即目的地應用程式。 以現實生活為例, IP 位址就好比是某棟建築物的地址, 而連接埠編號就好比是建築物內的房間或窗口的號碼。 假設您要去郵政總局洽公, 若只知道其地址為『台北市忠孝西路 1 段 114 號』, 您只能找到該棟大樓。 什麼是連接埠？ 但是, 郵政總局裏面可能有許多個窗口, 因此, 只知道地址是不夠的, 您還必須知道要去哪一個窗口辦理。 如果您能夠事先知道『台北市忠孝西路 1 段 114 號第 80 號窗口』這樣子的資訊, 便能迅速正確地找到要洽公的單位。 IP 位址與連接埠編號也是同樣的道理。一部電腦或許只有一個 IP 位址, 但可能同時執行許多個應用程式。 什麼是連接埠？ 應用程式彼此之間以連接埠編號來區分。當電腦收到 IP 封包時, 便可根據其連接埠編號（記錄在傳輸層協定的表頭中）, 判斷要交由哪個應用程式來處理。 當然, 每個封包除了要記錄目的端的連接埠編號外, 也會記錄來源端的連接埠編號, 以便相互傳遞封包。所有與連接埠相關的工作, 都是由傳輸層的協定來負責。 連接埠編號的原則 連接埠編號為 16 Bits 長度的數字, 可從 0 至 65535。 按照 IANA（Internet Assigne