在復雜的計算機網絡體系結構中，運輸層（Transport Layer）扮演著至關重要的角色，它位于網絡層之上、應用層之下，是連接底層網絡通信與高層應用服務的核心樞紐。其核心任務是為運行在不同主機上的應用進程提供端到端的、可靠的邏輯通信服務，是計算機系統服務得以高效、穩定運行的基石。
一、運輸層的核心功能與服務
運輸層的主要功能是彌補網絡層服務（如IP協議提供的盡力而為、不可靠的數據報服務）的不足，為上層應用提供兩種主要的服務模式：
- 面向連接的可靠服務：通常由TCP（傳輸控制協議）實現。它通過建立連接、確認應答、重傳機制、流量控制和擁塞控制等一系列復雜機制，確保數據能夠無差錯、不丟失、不重復且按序地從發送進程交付到接收進程。這就像在兩個應用進程之間建立了一條可靠的“數據傳輸管道”。
- 無連接的不可靠服務：通常由UDP（用戶數據報協議）實現。它提供一種簡單、高效的數據傳輸服務，不建立連接，不保證交付，不進行排序和流量控制。其優勢在于開銷小、延遲低，適用于對實時性要求高但允許少量丟包的應用，如視頻流、DNS查詢等。
這兩種服務模式，使得上層的不同應用可以根據自身需求（可靠性 vs. 實時性）選擇合適的運輸層協議，體現了計算機系統服務設計的靈活性與針對性。
二、運輸層如何支撐計算機系統服務
計算機系統提供的服務（如Web瀏覽、電子郵件、文件傳輸、遠程登錄、音視頻通話等）最終都依賴于進程間的通信。運輸層正是實現這一點的關鍵：
- 復用與分用：這是運輸層的核心概念。復用是指發送方不同的應用進程可以共用同一個運輸層協議（通過不同的端口號標識）來發送數據；分用是指接收方的運輸層能夠根據報文首部中的目的端口號，將數據正確交付給對應的應用進程。這一機制使得多種系統服務可以同時在網絡上并發運行，互不干擾。
- 端到端通信的真正實現者：網絡層負責將數據包從源主機送到目的主機，而運輸層負責將數據從源主機的某個進程，準確地送到目的主機的對應進程。它通過端口號唯一標識主機上的應用進程，從而實現了真正的進程到進程的通信，這是應用服務得以存在的前提。
- 服務質量保障：運輸層（尤其是TCP）通過其復雜的控制機制，有效地隔離了上層應用與底層網絡的不可靠性。它能夠根據網絡擁塞狀況動態調整發送速率（擁塞控制），根據接收方處理能力調整數據流（流量控制），從而在變幻莫測的網絡環境中，為上層的計算機系統服務提供了一個相對穩定、可控的數據傳輸環境。
三、
運輸層在計算機網絡體系結構中處于承上啟下的關鍵位置。它抽象并封裝了底層網絡的復雜性，向上層應用提供了兩種標準化的通信服務模型。通過端口號、復用/分用、可靠傳輸與控制機制，運輸層確保了各種計算機系統服務（應用進程）能夠高效、有序、可靠地在全球互聯網上進行交互。沒有運輸層的精細工作，今天我們所依賴的豐富網絡應用服務都將無從談起。因此，深入理解運輸層，是理解整個計算機網絡如何為計算機系統提供服務支撐的關鍵一環。
