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TCP与UDP协议的区别

2017-2-16 21:04| 发布者: admin| 查看: 1743| 评论: 0

摘要: 现在Internet上流行的协议是TCP/IP协议,该协议中对低于1024的端口都有确切的定义,他们对应着Internet上一些常见的服务。这些常见的服务可以分为使用TCP端口面向连接)和使用UDP端口(面向无连接)两种。
  现在Internet上流行的协议是TCP/IP协议,该协议中对低于1024的端口都有确切的定义,他们对应着Internet上一些常见的服务。这些常见的服务可以分为使用TCP端口面向连接)和使用UDP端口(面向无连接)两种。
一、TCP协议简介
  TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是面向连接的协议,也就是说,在收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。
  一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,其中的过程非常复杂,只简单的描述下这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。
  TCP的三次握手过程如下:
  1. 主机A通过向主机B发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B请求建立连接,通过这个数据段,主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我。
  2. 主机B收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我。
  3. 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:“我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了。这样3次握手就完成了,主机A和主机B就可以传输数据了。
  TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次。
  1. 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求;
  2. 主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1;
  3. 由B端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1;
  4. 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束。
  由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础。
二、UDP协议简介
  UDP(User Data Protocol)——用户数据报协议,是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。
  UDP协议具有如下几个特点:
  (1)UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。
  (2)由于传输数据不建立连接,因此也就不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
  (3)UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
  (4)吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
  (5)UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。
  (6)UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分,也不合并,而是保留这些报文的边界,因此,应用程序需要选择合适的报文大小。
  我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。
三、TCP与UDP区别总结
  1. TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接;
  2. TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,也不保证可靠交付;
  3. TCP面向字节流,实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的;
  4. UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等);
  5. 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信;
  6. TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小,只有8个字节;
  7. TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道。
四、应用场合
  UDP适用于不需要TCP可靠机制的情形,比如,当高层协议或应用程序提供错误和流控制功能的时候,UDP是传输层协议,服务于很多知名应用层协议,包括网络文件系统(NFS)、简单网络管理协议(SNMP)、域名系统(DNS)以及简单文件传输系统(TFTP)。比如,日常生活中,常见使用UDP协议的应用如下: QQ语音、QQ视频、TFTP ……。
  TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议,通常由IETF的RFC793说明。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成运输层所指定的功能。一些要求比较高的服务一般使用这个协议,如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等。
 

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