811C - TCP與UDP的區別

TCP與UDP的區別用途例子

Java通訊

一.區別
二者都是有用的和常用的，如果純粹從概念上區分二者就比較費解了，我們直接從功能上進行區分，簡單明瞭：
這兩種傳輸協議也就是合於適配不同的業務和不同的硬件終端。
在使用中，類似於圖像、聲音等對可靠性要求沒有那麼高的業務可以用UDP，他們不需要準確存儲對準確性無要求但要求速度快。
類似於文本、程序、文件等要求可靠的數據最好就用TCP，但會犧牲一些速度。
對系統資源的要求：CP較多，UDP少。
程序結構：UDP程序結構較簡單，TCP複雜。
流模式與數據報模式:TCP保證數據正確性，UDP可能丟包; TCP保證數據順序，UDP不保證

二.用途
TCP是面向連接的，有比較高的可靠性，一些要求比較高的服務一般使用這個協議，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等，而UDP是面向無連接的，使用這個協議的常見服務有DNS、SNMP、QQ等。對於QQ必須另外說明一下，QQ2003以前是隻使用UDP協議的，其服務器使用8000端口，偵聽是否有信息傳來，客戶端使用4000端口，向外發送信息（這也就不難理解在一般的顯IP的QQ版本中顯示好友的IP地址信息中端口常爲4000或其後續端口的原因了），即QQ程序既接受服務又提供服務，在以後的QQ版本中也支持使用TCP協議了。
Udp是一種面向無連接的通信協議，該協議使得數據傳輸的速度得到大幅度的提高。視頻聊天語音聊天基本都是用UPD協議。

三.例子
TCP: ServerSocket ss = new ServerSocket(2000);
UDP: 創建DatagramSocket對象，DatagramSocket區別於Tcp方式下的socket對象。
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
下面是具體的程序代碼，已經編譯通過，另外附件也是源碼可以直接下載。

TCP服務器端

Java代碼

package com.zakisoft.tcp;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(2000);
while (true) {
Socket s = ss.accept();
System.out.println("A client has heen connected.");
InputStreamReader r = new InputStreamReader(s.getInputStream());
int c = 0;
while ((c = r.read()) > -1) {
System.out.print((char) c);
}
System.out.println();
r.close();
s.close();
}
}
}

TCP客戶端

Java代碼

package com.zakisoft.tcp;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("127.0.0.1", 2000);
OutputStreamWriter w = new OutputStreamWriter(s.getOutputStream());
w.write("Hello服務器");
w.flush();
w.close();
s.close();
}
}

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UDP服務器端

Java代碼

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;
/**
* UDP服務類
*/
public class UdpServerSocket {
private byte[] buffer = new byte[1024];
private DatagramSocket ds = null;
private DatagramPacket packet = null;
private InetSocketAddress socketAddress = null;
private String orgIp;
/**
* 構造函數，綁定主機和端口.
*
* @param host
* 主機
* @param port
* 端口
* @throws Exception
*/
public UdpServerSocket(String host, int port) throws Exception {
socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
ds = new DatagramSocket(socketAddress);
System.out.println("服務端啓動!");
}
public final String getOrgIp() {
return orgIp;
}
/**
* 設置超時時間，該方法必須在bind方法之後使用.
*
* @param timeout
* 超時時間
* @throws Exception
*/
public final void setSoTimeout(int timeout) throws Exception {
ds.setSoTimeout(timeout);
}
/**
* 獲得超時時間.
*
* @return 返回超時時間.
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:34:36
*/
public final int getSoTimeout() throws Exception {
return ds.getSoTimeout();
}
/**
* 綁定監聽地址和端口.
*
* @param host
* 主機IP
* @param port
* 端口
* @throws SocketException
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:36:17
*/
public final void bind(String host, int port) throws SocketException {
socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
ds = new DatagramSocket(socketAddress);
}
/**
* 接收數據包，該方法會造成線程阻塞.
*
* @return 返回接收的數據串信息
* @throws IOException
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:38:24
*/
public final String receive() throws IOException {
packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
ds.receive(packet);
orgIp = packet.getAddress().getHostAddress();
String info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
System.out.println("接收信息：" + info);
return info;
}
/**
* 將響應包發送給請求端.
*
* @param bytes
* 迴應報文
* @throws IOException
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午11:05:31
*/
public final void response(String info) throws IOException {
System.out.println("客戶端地址 : " + packet.getAddress().getHostAddress()
+ ",端口：" + packet.getPort());
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet
.getAddress(), packet.getPort());
dp.setData(info.getBytes());
ds.send(dp);
}
/**
* 設置報文的緩衝長度.
*
* @param bufsize
* 緩衝長度
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:47:49
*/
public final void setLength(int bufsize) {
packet.setLength(bufsize);
}
/**
* 獲得發送迴應的IP地址.
*
* @return 返回迴應的IP地址
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:48:27
*/
public final InetAddress getResponseAddress() {
return packet.getAddress();
}
/**
* 獲得迴應的主機的端口.
*
* @return 返回迴應的主機的端口.
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:48:56
*/
public final int getResponsePort() {
return packet.getPort();
}
/**
* 關閉udp監聽口.
*
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:49:23
*/
public final void close() {
try {
ds.close();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
/**
* 測試方法.
*
* @param args
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:49:50
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
String serverHost = "127.0.0.1";
int serverPort = 3366;
UdpServerSocket udpServerSocket = new UdpServerSocket(serverHost,
serverPort);
while (true) {
udpServerSocket.receive();
udpServerSocket.response("你好,KuToKu.com!");
}
}
}

UDP客戶端

Java代碼

package com.zakisoft.upd;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
/**
* UDP客戶端程序，用於對服務端發送數據，並接收服務端的迴應信息.
*/
public class UdpClientSocket {
private byte[] buffer = new byte[1024];
private DatagramSocket ds = null;
/**
* 構造函數，創建UDP客戶端
*
* @throws Exception
*/
public UdpClientSocket() throws Exception {
ds = new DatagramSocket();
}
/**
* 設置超時時間，該方法必須在bind方法之後使用.
*
* @param timeout
* 超時時間
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:55:12
*/
public final void setSoTimeout(final int timeout) throws Exception {
ds.setSoTimeout(timeout);
}
/**
* 獲得超時時間.
*
* @return 返回超時時間
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:55:25
*/
public final int getSoTimeout() throws Exception {
return ds.getSoTimeout();
}
public final DatagramSocket getSocket() {
return ds;
}
/**
* 向指定的服務端發送數據信息.
*
* @param host
* 服務器主機地址
* @param port
* 服務端端口
* @param bytes
* 發送的數據信息
* @return 返回構造後俄數據報
* @throws IOException
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午11:02:41
*/
public final DatagramPacket send(final String host, final int port,
final byte[] bytes) throws IOException {
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress
.getByName(host), port);
ds.send(dp);
return dp;
}
/**
* 接收從指定的服務端發回的數據.
*
* @param lhost
* 服務端主機
* @param lport
* 服務端端口
* @return 返回從指定的服務端發回的數據.
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:52:36
*/
public final String receive(final String lhost, final int lport)
throws Exception {
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
ds.receive(dp);
String info = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
return info;
}
/**
* 關閉udp連接.
*
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午10:53:52
*/
public final void close() {
try {
ds.close();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
/**
* 測試客戶端發包和接收回應信息的方法.
*
* @param args
* @throws Exception
* @author <a href="mailto:[email protected]">KuToKu.com</a> Creation date:
* 2007-8-16 - 下午11:03:54
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
UdpClientSocket client = new UdpClientSocket();
String serverHost = "127.0.0.1";
int serverPort = 3366;
client.send(serverHost, serverPort, ("你好!").getBytes());
String info = client.receive(serverHost, serverPort);
System.out.println("服務端迴應數據：" + info);
}
}

更多TCP和UPD的資料：
TCP---傳輸控制協議,提供的是面向連接、可靠的字節流服務。當客戶和服務器彼此交換數據前，必須先在雙方之間建立一個TCP連接，之後才能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另一端。

    UDP---用戶數據報協議，是一個簡單的面向數據報的運輸層協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。

    UDP 與 TCP 的主要區別在於 UDP 不一定提供可靠的數據傳輸。事實上，該協議不能保證數據準確無誤地到達目的地。UDP 在許多方面非常有效。當某個程序的目標是儘快地傳輸儘可能多的信息時（其中任意給定數據的重要性相對較低），可使用 UDP。ICQ 短消息使用 UDP 協議發送消息。
許多程序將使用單獨的TCP連接和單獨的UDP連接。重要的狀態信息隨可靠的TCP連接發送，而主數據流通過UDP發送。

    TCP的目的是提供可靠的數據傳輸，並在相互進行通信的設備或服務之間保持一個虛擬連接。TCP在數據包接收無序、丟失或在交付期間被破壞時，負責數據恢復。它通過爲其發送的每個數據包提供一個序號來完成此恢復。記住，較低的網絡層會將每個數據包視爲一個獨立的單元，因此，數據包可以沿完全不同的路徑發送，即使它們都是同一消息的組成部分。這種路由與網絡層處理分段和重新組裝數據包的方式非常相似，只是級別更高而已。
爲確保正確地接收數據，TCP要求在目標計算機成功收到數據時發回一個確認（即 ACK）。如果在某個時限內未收到相應的 ACK，將重新傳送數據包。如果網絡擁塞，這種重新傳送將導致發送的數據包重複。但是，接收計算機可使用數據包的序號來確定它是否爲重複數據包，並在必要時丟棄它。

TCP與UDP的選擇
    如果比較UDP包和TCP包的結構，很明顯UDP包不具備TCP包複雜的可靠性與控制機制。與TCP協議相同，UDP的源端口數和目的端口數也都支持一臺主機上的多個應用。一個16位的UDP包包含了一個字節長的頭部和數據的長度，校驗碼域使其可以進行整體校驗。（許多應用只支持UDP，如：多媒體數據流，不產生任何額外的數據，即使知道有破壞的包也不進行重發。）
    很明顯，當數據傳輸的性能必須讓位於數據傳輸的完整性、可控制性和可靠性時，TCP協議是當然的選擇。當強調傳輸性能而不是傳輸的完整性時，如：音頻和多媒體應用，UDP是最好的選擇。在數據傳輸時間很短，以至於此前的連接過程成爲整個流量主體的情況下，UDP也是一個好的選擇，如：DNS交換。把 SNMP建立在UDP上的部分原因是設計者認爲當發生網絡阻塞時，UDP較低的開銷使其有更好的機會去傳送管理數據。TCP豐富的功能有時會導致不可預料的性能低下，但是我們相信在不遠的將來，TCP可靠的點對點連接將會用於絕大多數的網絡應用。
    FTP協議即文件傳輸協議,它是一個標準協議,FTP協議也是應用TCP/IP協議的應用協議標準,它是在計算機和網絡之間交換文件的最簡單的方法。

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