一、两个问题，一个层解决

传输层的两个职责：

第一行是「多任务」的基础：一台机器同时跑浏览器、下载器、邮件客户端， 进来的包怎么知道给谁？靠端口号。 没有端口，一台机器就只能跑一个联网程序。 第二行是「选择」的价值： 可靠与低延迟是矛盾的——要保证不丢，就得等确认、就得重传，延迟必然上去。 所以必须让应用自己选。 这就是为什么同一层有两个协议，而不是一个「最好的」。

二、两套独立的端口空间

同一个数字，TCP 和 UDP 各有一份：

| 协议 | 端口范围 | 典型用途 | |---|---| | TCP | 0~65535 | 网页、文件、邮件 | | UDP | 0~65535（独立） | DNS、视频、游戏 |

第二行那个「独立」是本节的重点：你可以在同一个端口号上同时监听 TCP 和 UDP， 两者互不冲突。 DNS 就是典型例子：53 号端口 TCP 与 UDP 都在用，UDP 走普通查询、TCP 走大应答与区域传送。 这个设计的好处是「端口号够用」：16 位只有 65536 个号， 如果 TCP 与 UDP 共用一套，很快就分完了。 顺带说一句端口的三个区间：0~1023 是「知名端口」（要权限），1024~49151 是「注册端口」， 49152~65535 是「临时端口」（系统随机分配）。 你写客户端时用的那个端口，就在最后一段里。

三、完整的目的地

「送到哪」需要三样东西一起：

三者缺一不可：只有 IP 加端口，不知道是 TCP 还是 UDP； 只有 IP 加协议，不知道给哪个程序。 所以「五元组」这个概念里，是把「源 IP、源端口、目的 IP、目的端口、协议」全列上—— 它是「一条连接」的唯一标识。 这也是防火墙规则的基本单位：「允许 192.168.3.0/24 访问 10.0.0.1 的 443 端口 TCP」， 这句话里三样东西都用上了。 少写一样，规则的范围就变了。 最后一个容易忽略的点：端口号只在主机内部有意义，出了网卡就没人看了。 所以不同机器的同一个端口号不冲突。

四、动手 Demo：同一个端口号，TCP 与 UDP 可以同时用

先让 TCP 绑一个端口，再让 UDP 绑同一个。 能成功，就证明这是两套独立的编号空间。

import socket

t = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
t.bind(('127.0.0.1', 0))
t.listen(1)
port = t.getsockname()[1]
print('TCP 绑到 %d' % port)

try:
    u = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    u.bind(('127.0.0.1', port))
    u.close()
    print('UDP 绑同一个端口：成功')
except OSError as e:
    print('UDP 绑同一个端口：失败（%s）' % e.strerror)
t.close()

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
同一个端口号，TCP 与 UDP 可以同时用
--------------------------------------------------------------------
**传输层的「端口」是两套独立的编号空间。**下面真绑一次，看能不能共存。

**TCP 先绑到 54966 号端口。**
**UDP 再绑同一个 54966 号端口：成功**

**成功了，说明 TCP 与 UDP 的端口是两套独立的编号**：
**同一个数字，一个给 TCP 用、一个给 UDP 用，互不冲突。**
**DNS 就是典型例子：53 号端口 TCP 与 UDP 都在用**，**UDP 走普通查询、TCP 走大应答与区域传送。**
**这也是「传输层」这一层存在的意义**：**IP 只把包送到机器，端口才决定交给哪个程序、走哪个协议。**
**所以「IP 地址 + 端口 + 协议」才是完整的目的地**，**少一样都可能送错。**

两次绑定都成功：说明 TCP 与 UDP 的端口是两套独立的编号， 同一个数字，一个给 TCP 用、一个给 UDP 用，互不冲突。 这个端口号每次运行都不一样：因为绑的是 0，系统会从临时端口区间里随机挑一个。 所以别把某个具体数字当成固定值记。 注意这里绑的是 127.0.0.1：只在本机可用，外部连不进来。 如果要对外提供服务，得绑 0.0.0.0（所有网卡）。 这个区别在写服务端时最容易搞错——绑了 127.0.0.1 然后抱怨「别人连不上」，是很常见的坑。

30 秒实验

1. 把 UDP 那次也改成监听 0 端口，看两者会不会撞。
2. 试着绑 80 端口（知名端口），看成功还是报权限。
3. 想一下：为什么临时端口从 49152 开始，不从 1024 开始？

常见误区

1. 以为 TCP 与 UDP 共用一套端口。 两套独立，同一个数字可以各用一份。
2. 以为端口号能跨机器标识程序。 它只在主机内部有意义，出了网卡就没人看。
3. 以为「IP 加端口」就是完整目的地。 还要有协议，否则不知道是 TCP 还是 UDP。

下一节讲最上面那一层：应用层。

• ☐ （本节完，下一节 2.4.6 应用层（会话层以上的分层））

相关笔记

• 互联网层（网络层）
• 应用层（会话层以上的分层）
• 📚 图解TCP／IP · 索引