跳到正文HisnLabs
← TCP/IP：地址、端口和连接

第 2 课，共 4 课 · 7 分钟

端口、TCP 和 UDP

为什么一个 IP 地址能同时进行上百场对话，以及为什么其中一些对话会用可靠性换取速度。

IP 地址能把数据包送到正确的设备，但它不会说明该由这台设备上的哪个应用来接收。这是端口的工作：一个告诉你的 Mac 是哪个程序在通信的数字。Cloudflare 学习中心把它比作一栋公寓楼：街道地址（IP）把邮件送到正确的楼栋，门牌号（端口）再把它送到正确的房门口。

一条连接，多扇门

端口让一台计算机能够区分不同种类的流量，即使它们都通过同一条 Wi-Fi 或有线连接抵达。Cloudflare 的解释很直接：“端口让计算机能够轻松区分不同种类的流量：例如电子邮件和网页会走不同的端口，即便二者都是通过同一条互联网连接抵达计算机的。”端口存在于 TCP 和 UDP 的包头中，位于普通 IP 地址之上的一层；一个裸的 IP 数据包本身并没有空间说明它对应哪个端口。

谁可以使用哪个编号

端口号的范围是 0 到 65535，由互联网数字分配机构（IANA）管理谁能获得哪个编号：系统端口（0–1023）只能通过正式审核分配，用户端口或注册端口（1024–49151）可以为特定服务注册，而最上面的范围 49152–65535 则留空供临时使用，例如你的浏览器为一条连接自己这一端所选择的返回地址。

来源：IANA 服务名称与传输协议端口号注册表。
端口注册用途通常由什么使用
22安全外壳协议（SSH）远程命令行访问
25简单邮件传输邮件服务器之间发送电子邮件
53域名服务器DNS 查询
80HTTP普通的、未加密的网页
443HTTPS加密网页

TCP：更慢，但不会丢失任何东西

传输控制协议（TCP），在 RFC 9293 中定义，其设计目标就是可靠：它“为应用程序提供可靠、按序的字节流服务”，通过序列号检测丢失的数据包，并重新发送，直到对方确认收到为止。这种可靠性要付出一点时间和开销上的代价，这也是为什么 TCP 适用于那些必须完整、按序抵达的内容：网页、文件下载、电子邮件。

UDP：更快，也愿意承受一点损失

用户数据报协议，在 RFC 768 中描述，采取了相反的取舍：它“为应用程序之间以最少的协议机制发送消息提供了一种途径”。没有握手，不保证顺序，也不会自动重传。Cloudflare 指出，这特别适合“视频播放或 DNS 查询这类对时间敏感的传输”，在这类场景中，丢失一个数据包只是个小瑕疵，而等待重传反而会比直接继续更糟糕。

要点

  • 端口是一个数字，告诉设备一个数据包是给哪个应用或服务的；单靠 IP 地址只能识别设备本身。
  • IANA 把端口号分为三个区间管理：系统端口（0–1023）、用户/注册端口（1024–49151），以及未分配的动态端口（49152–65535）。
  • 常见端口包括 22（SSH）、25（邮件）、53（DNS）、80（HTTP）和 443（HTTPS）。
  • TCP（RFC 9293）会检测并重新发送丢失的数据，以实现可靠、按序的传输，但要付出一定的速度代价。
  • UDP（RFC 768）为了速度跳过了这些检查，适合视频和 DNS 查询这类对时间敏感的流量。

自我检测

  1. 1. 端口解决了单靠 IP 地址无法解决的什么问题？

    • 它们告诉网络一个数据包是给设备上哪个应用的 — 正确。
    • 它们对连接进行加密
    • 它们取代了对 IP 地址的需求
    • 它们让 Wi-Fi 更快

    IP 地址把数据包路由到一台设备；而携带在 TCP 或 UDP 包头中的端口，则说明该由这台设备上的哪个程序来处理它。

  2. 2. 根据 IANA 注册表，HTTPS 注册使用的是哪个端口？

    • 21
    • 80
    • 443 — 正确。
    • 8080

    IANA 把 443 端口列为“https”，用于基于 TLS/SSL 的 HTTP。80 端口则是普通的、未加密的 HTTP。

  3. 3. 为什么 RFC 9293 把 TCP 描述为“可靠、按序”？

    • 因为 TCP 能检测丢失的数据并重新发送，并保持数据按发送时的顺序排列 — 正确。
    • 因为 TCP 从不使用端口
    • 因为 TCP 总是比 UDP 更快
    • 因为 TCP 默认会加密一切内容

    TCP 通过跟踪序列号来检测数据缺口，重新发送丢失的数据，并按顺序重新组装字节流。

  4. 4. 为什么 DNS 查询和视频播放通常使用 UDP 而不是 TCP？

    • UDP 更安全
    • UDP 用可靠性换取速度，适合那种丢失一个数据包只是个小瑕疵的流量 — 正确。
    • TCP 无法使用 53 端口
    • UDP 能保证数据包按顺序到达

    Cloudflare 指出，UDP 正是因为跳过了 TCP 的握手和重传开销，才特别适合“视频播放或 DNS 查询这类对时间敏感的传输”。

用 FireAI 动手做

在你自己的 Mac 上练习这节课的内容。

来源

在你的 Mac 上实践

免费试用全部功能 17 天，无需绑定银行卡。

下载 Mac 版 文档