TCP和UDP的區別

TCP協議與UDP協議的區別

首先咱們弄清楚,TCP協議和UCP協議與TCP/IP協議的聯繫,很多人犯糊塗了, 一直都是說TCP協議與UDP協議的區別,我覺得這是沒有從本質上弄清楚網絡通信! TCP/IP協議是一個協議簇。裏面包括很多協議的,UDP只是其中的一個, 之所以命名爲TCP/IP協議,因爲TCP、IP協議是兩個很重要的協議,就用他兩命名了。

TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層,網絡層,網絡訪問層。

其中應用層包括:

1、超文本傳輸協議(HTTP):萬維網的基本協議;

2、文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協議);

3、遠程登錄(Telnet),提供遠程訪問其它主機功能, 它允許用戶登錄internet主機,並在這臺主機上執行命令;

4、網絡管理(SNMP簡單網絡管理協議),該協議提供了監控網絡設備的方法, 以及配置管理,統計信息收集,性能管理及安全管理等;

5、域名系統(DNS),該系統用於在internet中將域名及其公共廣播的網絡節點轉換成IP地址。

其次網絡層包括:

1、Internet協議(IP);

2、Internet控制信息協議(ICMP);

3、地址解析協議(ARP);

4、反向地址解析協議(RARP)。

最後說網絡訪問層:

網絡訪問層又稱作主機到網絡層(host-to-network),網絡訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射, 以及將IP封裝成幀.基於不同硬件類型的網絡接口,網絡訪問層定義了和物理介質的連接. 當然我這裏說得不夠完善,TCP/IP協議本來就是一門學問,每一個分支都是一個很複雜的流程, 但我相信每位學習軟件開發的同學都有必要去仔細瞭解一番。

下面着重講解一下TCP協議和UDP協議的區別

TCP(Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)是面向連接的協議,也就是說,在收發數據前,必須和對方建立可靠的連接。 一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來,其中的過程非常複雜, 只簡單的描述下這三次對話的簡單過程:

1)主機A向主機B發出連接請求數據包:“我想給你發數據,可以嗎?”,這是第一次對話;

2)主機B向主機A發送同意連接和要求同步 (同步就是兩臺主機一個在發送,一個在接收,協調工作)的數據包 :“可以,你什麼時候發?”,這是第二次對話;

3)主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步:“我現在就發,你接着吧!”, 這是第三次對話。

三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步, 經過三次“對話”之後,主機A才向主機B正式發送數據。

TCP三次握手過程

第一次握手:主機A通過向主機B 發送一個含有同步序列號的標誌位的數據段給主機B,向主機B 請求建立連接,通過這個數據段, 主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通信;你可以用哪個序列號作爲起始數據段來回應我。

第二次握手:主機B 收到主機A的請求後,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標誌位的數據段響應主機A,也告訴主機A兩件事:我已經收到你的請求了,你可以傳輸數據了;你要用那個序列號作爲起始數據段來回應我

第三次握手:主機A收到這個數據段後,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的數據段:"我已收到回覆,我現在要開始傳輸實際數據了,這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸數據了。

3次握手的特點

沒有應用層的數據 ,SYN這個標誌位只有在TCP建立連接時纔會被置1 ,握手完成後SYN標誌位被置0。

TCP建立連接要進行3次握手,而斷開連接要進行4次

第一次: 當主機A完成數據傳輸後,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請求 ;

第二次: 主機B收到FIN後對其作出響應,確認這一方向上的TCP連接將關閉,將ACK置1;

第三次: 由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1 ;

第四次: 主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關閉結束.。

由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連接的通信方式, 大大提高了數據通信的可靠性,使發送數據端和接收端在數據正式傳輸前就有了交互, 爲數據正式傳輸打下了可靠的基礎。

名詞解釋

1、ACK 是TCP報頭的控制位之一,對數據進行確認。確認由目的端發出, 用它來告訴發送端這個序列號之前的數據段都收到了。 比如確認號爲X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號纔有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳數據,保證數據的完整性。

2、SYN 同步序列號,TCP建立連接時將這個位置1。

3、FIN 發送端完成發送任務位,當TCP完成數據傳輸需要斷開時,,提出斷開連接的一方將這位置1。

TCP的包頭結構:

源端口 16位;

目標端口 16位;

序列號 32位;

迴應序號 32位;

TCP頭長度 4位;

reserved 6位;

控制代碼 6位;

窗口大小 16位;

偏移量 16位;

校驗和 16位;

選項 32位(可選);

這樣我們得出了TCP包頭的最小長度,爲20字節。

UDP(User Data Protocol,用戶數據報協議)

1、UDP是一個非連接的協議,傳輸數據之前源端和終端不建立連接, 當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數據,並儘可能快地把它扔到網絡上。 在發送端,UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、 計算機的能力和傳輸帶寬的限制; 在接收端,UDP把每個消息段放在隊列中,應用程序每次從隊列中讀一個消息段。

2、 由於傳輸數據不建立連接,因此也就不需要維護連接狀態,包括收發狀態等, 因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。

3、UDP信息包的標題很短,只有8個字節,相對於TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。

4、吞吐量不受擁擠控制算法的調節,只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、 源端和終端主機性能的限制。

5、UDP使用盡最大努力交付,即不保證可靠交付, 因此主機不需要維持複雜的鏈接狀態表(這裏面有許多參數)。

6、UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文, 在添加首部後就向下交付給IP層。既不拆分,也不合並,而是保留這些報文的邊界, 因此,應用程序需要選擇合適的報文大小。

我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通信是否正常, 其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包,然後對方主機確認收到數據包, 如果數據包是否到達的消息及時反饋回來,那麼網絡就是通的。

ping命令是用來探測主機到主機之間是否可通信,如果不能ping到某臺主機,表明不能和這臺主機建立連接。ping命令是使用 IP 和網絡控制信息協議 (ICMP),因而沒有涉及到任何傳輸協議(UDP/TCP) 和應用程序。它發送icmp回送請求消息給目的主機。

ICMP協議規定:目的主機必須返回ICMP回送應答消息給源主機。如果源主機在一定時間內收到應答,則認爲主機可達。

UDP的包頭結構:

源端口 16位

目的端口 16位

長度 16位

校驗和 16位

小結TCP與UDP的區別:

1、基於連接與無連接;

2、對系統資源的要求(TCP較多,UDP少);

3、UDP程序結構較簡單;

4、流模式與數據報模式 ;

5、TCP保證數據正確性,UDP可能丟包;

6、TCP保證數據順序,UDP不保證。

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