「HTTP協議基礎」乙太網的TCP與UDP協議的區別!

現在Internet上流行的協議是TCP/IP協議,該協議中對低於1024的埠都有確切的定義,他們對應著Internet上一些常見的

服務。這些常見的服務可以分為使用TCP埠面向連接)和使用UDP埠(面向無連接)兩種。

一、TCP協議簡介

TCP(Transmission ControlProtocol,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: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;主機B向主機A發送同意連接和要求同步(同步就是兩台主機一個在發送,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;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,你接著吧!」,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。

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TCP的三次握手過程如下:

1.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為起始數據段來回應我。

2.主機B收到主機A的請求后,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;你要用哪佧序列號作為起始數據段來回應我。

3.主機A收到這個數據段后,再發送一個確認應答,確認已收到主機B的數據段:「我已收到回復,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。

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TCP建立連接要進行3次握手,而斷開連接要進行4次。

1.當主機A完成數據傳輸后,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請求;

2.主機B收到FIN后對其作出響應,確認這一方向上的TCP連接將關閉,將ACK置1;

3.由B端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1;

4.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,為數據正式傳輸打下了可靠的基礎。

二、UDP協議簡介

UDP(User DataProtocol)——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伺服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協議具有如下幾個特點:

(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路上。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,包括收髮狀態等,因此一台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個位元組,相對於TCP的20個位元組信息包的額外開銷很小。

(4)吞吐量不受擁擠控制演算法的調節,只受應用軟體生成數據的速率、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(這裡面有許多參數)。

(6)UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文,在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分,也不合併,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」命令來測試兩台主機之間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,那麼網路就是通的。

三、TCP與UDP區別總結

1. TCP面向連接(如打電話要先撥號建立連接);UDP是無連接的,即發送數據之前不需要建立連接;

2.TCP提供可靠的服務。也就是說,通過TCP連接傳送的數據,無差錯,不丟失,不重複,且按序到達;UDP盡最大努力交付,也不保證可靠交付;

3. TCP面向位元組流,實際上是TCP把數據看成一連串無結構的位元組流;UDP是面向報文的;

4. UDP沒有擁塞控制,因此網路出現擁塞不會使源主機的發送速率降低(對實時應用很有用,如IP電話,實時視頻會議等);

5.每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一,一對多,多對一和多對多的交互通信;

6. TCP首部開銷20位元組;UDP的首部開銷小,只有8個位元組;

7. TCP的邏輯通信通道是全雙工的可靠通道,UDP則是不可靠通道。

四、應用場合

UDP適用於不需要TCP可靠機制的情形,比如,當高層協議或應用程序提供錯誤和流控制功能的時候,UDP是傳輸層協議,服務於很多知名應用層協議,包括網路文件系統(NFS)、簡單網路管理協議(SNMP)、域名系統(DNS)以及簡單文件傳輸系統(TFTP)。比如,日常生活中,常見使用UDP協議的應用如下:QQ語音、QQ視頻、TFTP……。

TCP是一種面向連接的、可靠的、基於位元組流的運輸層通信協議,通常由IETF的RFC793說明。在簡化的計算機網路OSI模型中,它完成運輸層所指定的功能。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。

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