结合第五周的课程，依照TCP/IP网络架构从下往上，这周主要讲解的是传输层。
Transport Layer
如果说前面都只是IP层的内容，那从传输层开始，就是TCP层面的内容了，TCP层的目的是补偿IP层中可能出现的错误，并最大限度地利用可用资源。TCP/IP组网是为了有效地共享，所以我们需要知道我们的网络是快还是慢,这就是我们用TCP层要解决的问题。底层网络的速度有多快，可靠性有多高，如果出现问题，我们应该如何处理。因此，TCP/IP协议的核心思想就是在发送数据时，将数据分成多个包，然后将每个包发送出去。然后我们保留它们，直到它们得到另一边的承认，然后我们才把它们扔掉。在某些情况下，如果数据包丢失，则可以再次发送，直到最终在目的系统中确认为止。这基本上就是TCP所做的，就是它判断出哪些数据包在整个互联网层都存在，哪些数据包还没有到达。
一个简单的例子：一个数据报被分成五片，编号分别是：100，200，300，400，500。首先 我们发送 100，200，300的三片数据，100，300到达了目的地，但200在途中销毁。过了一段时间，接收端会发送消息告诉发送端它缺少了编号200的信息，这样发送端就能推测出100已经成功发出，但200需要重新发送。重新发送完200并收到回执后，发送端就能知道300已经发送成功，那这次应该从400开始，以此类推，直到消息发送完毕。
我们可以在单个连接中很容易地实现上面的操作，但是在网络中存在着很多的路由器，每台路由器搭载的PC合计可能会有上十亿，我们需要让数据的传输具有可靠性，因此在每次发送的时候，都需要在本地计算机上先存储一个副本。
从理论上看这是一个很庞大的工程，所以在20世纪80年代末，有预言说互联网将会消亡也就不足为奇了。那时候有一群人觉得学者不够聪明，不能建立一个网络，而且随着NSF网络的发展，越来越多的计算机在后台连接起来，主干的速度太慢了，以至于开始出现故障。看起来，所有的计算机供应商都说学者们不能建立一个强大的、可扩展的网络的预言将会是真的。
Van Jacobson - Slow Start Algorithm
预言终究没有成真，因为在1987年，网络严重崩溃的时候，市面上的计算机都安装了VanJacobson补丁，它使得网络变得更好，同时这也是最后一次出现整个互联网崩溃的情况。人们把它命名为Van Jacobson协议。但有趣的是，他本人不喜欢这个称呼，因为他是一个害羞和谦逊的人。但无论如何，事实是不会改变的，在80年代末的那一刻，他发明了慢启动算法，拯救了网络。事实上，包括在这堂课的录制过程中，这项技术也在被使用着。
说起Van去研究慢启动算法的原因，就要从最早的校园以太网说起，那时候有许多校园以太网，你可以通过电缆使它成为一个更大的网络，而那时NSF宣布用56kb的电缆把那些校园网络连在一起，形成一个巨大的网络。之前不能交谈的人突然可以通过网络交谈了，人们还发电子邮件，移动巨大的文件，人人都都对这项技术感到兴奋，但是，任何一个校园都会使网络上千倍地超载，会让网络丢弃很多分组。
那时候，Van在Lawrence Berkeley实验室做研究员，那是80年代中期，每一门课都有一个消息群，像一个小新闻组，所有的作业会放到网上。Van试着从LBL的办公室下载课程材料 到Berkeley Evans Hall的一个机器上，但他惊讶地发现，网络的吞吐量居然为零，大概每十分钟才有一个分组，于是他去和Mike Karels探讨这个问题，结果无巧不成书， Mike Karels领导了开发Berkeley Unix的BSD团队也收到了从全国各地发来的关于这个问题的报告，两人一拍即合，决定一起研究来解决这个麻烦。
当时最简单运行TCP/IP的方法是启动Berkeley Unix，因为它内嵌了一个ARPA资助的非常好的应用，但是这个程序的性能十分糟糕，在进行小规模测试的时候崩溃了，Van他们努力了几个月来找到问题出在哪，但却没有突破口，这时候Van认为这是因为不了解线路是怎样工作的，如果能明白它的工作原理，那自然也就有相应的处理方法，于是他们将关注点转移到“协议是如何处理带宽变化”上。
传输消息时，可以将他们看成一个分组，如果你把这些分组压入带宽，它会立即扩散出去，最终会到达一个接收器，这个接收器会把每一个数据分组变成一个ACK，所以你得到了很多ACK，而这些ACK又会返回到发送端。这些ACK像某种时钟一样告诉发送端什么是安全的时刻，来发送每一个新分组，它们总是根据网络中最慢的那个时间点被间隔开的。关键的问题是如何用最快的速度把他们排序而没有浪费，Van在观察之后，发现TCP在运行的时候其实是非常完美的，但是如果将它突然启动的时候，它的某个网关会很容易进入饱和状态，这时候发送消息就会不断地进入丢失状态；但如果你逐步将其启动的话，你就不会过载，因为你会得到一个时钟(ACK)来控制TCP数据报输出队列，以便控制缓存
而如何让这种机制植入到全球的TCP/IP中的呢？Van使用了一个比较偏门的办法，他让组内的资深内核黑客编写了一个程序，这个程序会获得用户数据报，并发生内核错误，他们把所有这些程序打包 放在TCP/IP的邮件列表上，很多人会去下载试用，于是程序崩溃，Van就获取他们的反馈信息，并将其修复，再崩溃，又修复，如此循环，最终生成了一个不会发生内核错误的版本。
The Domain Name System
域命名系统（DNS）有点类似于处于互联网和传输层之间，或互联网和链路层之间的某个地方，当然， 它肯定不属于应用层，也不属于链路层，虽然域名系统使用到了链路层，但它只是添加到这一层的辅助协议。
计算机使用IP地址，所以路由器实际并不知道域名，它只是简单地根据IP地址移动数据，然而数字地址对于人们来说是很难记住的，随着网络越来越发达，接入的计算机与服务器也越来越多，复杂的IP地址让人应接不暇，所以域名系统的概念被发明了出来，使用这些可见的名称，我们就可以不为人察觉地切换其对应的IP地址，因此，域名系统就像互联网的地址簿，它是一个大而快速的分布式数据库。域名系统使用缓存，即使部分网络出现故障，本地的域名解析速度仍会很快。
随着进度的加深，讲课的内容也开始慢慢贴近生活，相对于之前几讲理解起来会容易一些。
原文地址：https://www.cnblogs.com/ptolemy/p/11105095.html