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TCP与UDP

时间:2017-09-09 19:43:20      阅读:204      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:tcp与udp   区别   资料   connect   套接字   更新   width   利用   影响   

TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输,而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。

UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议

    1. UDP是无连接的,发送数据前不需要建立连接,减少了建立连接的开销和发送数据之前的时延;

    2. UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付;

    3. UDP是面向报文的,其协议传输单元是UDP用户数据报;

    4. UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信;

    5. UDP没有流量控制、拥塞控制;

    6. UDP首部开销小,只有8个字节,而TCP首部有20个字节。

        UDP不提供复杂的控制机制,利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻,立刻按照原样发送到网络上的一种机制。

        即使是出现网络拥堵的情况下,UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外,传输途中如果出现了丢包,UDP也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制,那么不得不交给由采用UDO的应用程序去处理。换句话说,UDP将部分控制转移到应用程序去处理,自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制,但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。


TCP(Transmission Control Protocol):传输控制协议

    1. TCP是面向连接的,使用TCP协议前必须先建立连接,使用完后必须释放已建立的连接;

    2. 每一条TCP连接只能有两个端点,即是一对一的;

    3. TCP提供可靠交付的服务,通过一系列措施保证可靠传输。注意,TCP并不保证数据一定会被对方端点接收到,因为这是不可能做到的。如果有可能,TCP就把数据递送到对方端点,否则就(通过放弃重传并中断连接这一手段)通知用户。这么说来,TCP并不是100%可靠的协议,它提供的是数据的可靠递送或故障的可靠通知。

    4. TCP提供全双工通信,TCP允许通信双方的应用进程任何时候都能发送数据。TCP连接的两段都设有发送缓存和接收缓存。

    5. TCP是面向字节流的,即传送的数据是一连串无结构的字节流,其协议数据单元是TCP报文段。

    6. TCP提供拥塞控制,其主要方法有慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。


TCP保证可靠传输的措施有:

        1. 通过确认机制来确定TCP两端传递数据的成功与否;

        2. 超时和重传机制,TCP一端发送数据后,它要求对端返回一个确认,如果在一定时间间隔后没有收到另一端的确认消息,TCP就会通过ARQ(自动重传请求)申请发送端重新发送;

        3. 通过对报文段序列号进行排序,如果接收到的序列号相等,则判定发送的数据重复,从而抛弃重复数据;

        4. 流量控制,TCP总是告知对端任何时刻它一次能够从对端接收多少字节的数据,这称为通告窗口。该窗口指出接收缓冲区当前可用的空间量,从而确保发送端发送的数据不会是接收缓冲区溢出。

        5. TCP传输单一字节流,任何字节丢失,都将阻塞该连接上其后所有数据的递送,直到该丢失被恢复。

        TCP充分实现了数据传输时各种控制功能,可以进行丢包的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外,TCP作为一种面向有连接的协议,只有在确认通信对端存在时才会发送数据,从而可以控制通信流量的浪费。

        水平有限,只能列举这么多了,以后深入学习后再来更新。 

TCP三次握手、四次挥手:

技术分享

    ACK 代表确认   SYN代表同步    FIN表示结束
        ACK中的确认号是发送这个ACK的一端所期待的下一个序列号。因为SYN占一个字节的序列号空间,所以每一个SYN的ACK中的确认号就是该SYN的初始序列号加1.类似的,每一个FIN的ACK中的确认号为该FIN的序列号加1.
三次握手:
        在服务器准备好接受外来的连接后,
        (1)客户端通过connect发起主动打开(active open)。这导致客户端TCP发送一个SYN分节,告诉服务器客户将在连接中发送的数据的初始序列号,如上图中的SYN seq=x, x为初始序列号。
        (2)服务器必须确认(ACK)客户端的SYN,同时自己也得发送一个SYN分节;它含有服务器将在同一连接中发送的数据的初始序列号。服务器在单个分节中发送SYN和对客户SYN的ACK。
        (3)客户端确认(ACK)服务器的SYN。
四次挥手:
        (1)某个应用进程首先调用close,我们称该端执行主动关闭(active close)。该端的TCP于是发送一个FIN分节,表示数据发送完毕。
        (2)接收到这个FIN的对端执行被动关闭(passive close)。这个FIN由接收端TCP确认(ACK)。它的接收也作为一个文件结束符传递给接收端应用进程(放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后),因为FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
        (3)一段时间后,接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN分节。
        (4)接收这个最终FIN的原发送端TCP(即执行主动关闭的一端)确认(ACK)这个FIN。 


TCP与UDP如何加以区分使用?

        TCP用于在传输层有必要实现可靠性传输的情况。由于它是面向有连接并具备顺序控制、重发控制等机制的。所以它可以为应用提供可靠传输。

        另一方面,UDP主要用于那些对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信。举一个IP电话进行通话的例子。如果使用TCP,数据在传送途中如果丢失会被重发,但是这样无法流畅地传输通话人的声音,会导致无法进行正常交流。而采用UDP,它不会进行重发处理。从而也就不会有声音大幅度延迟到达的问题。即使有部分数据丢失,也只是影响某一小部分的通话。此外,在多播与广播通信中也使用UDP而不是UDP。RIP、DHCP等基于广播的协议也要依赖于UDP。


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,即不保证可靠交付
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,而TCP提供拥塞控制。
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


参考资料:

        UNIX网络编程卷一

        计算机网络第七版-谢希仁

        http://m.blog.csdn.net/yipiankongbai/article/details/24435977?utm_source=qq&utm_medium=social

TCP与UDP

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原文地址:http://www.cnblogs.com/enumhack/p/7498977.html

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