TCP/UDP
韓夢飛沙 韓亞飛 [email protected] yue31313 han_meng_fei_sha
#TCP與UDP
面向報文的傳輸方式是應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣發送，即一次發送一個報文。因此，應用程序必須選擇合適大小的報文。若報文太長，則IP層需要分片，降低效率。若太短，會是IP太小。UDP對應用層交下來的報文，既不合並，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。這也就是說，應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣發送，即一次發送一個報文。 面向字節流的話，雖然應用程序和TCP的交互是一次一個數據塊（大小不等），但TCP把應用程序看成是一連串的無結構的字節流。TCP有一個緩沖，當應用程序傳送的數據塊太長，TCP就可以把它劃分短一些再傳送。如果應用程序一次只發送一個字節，TCP也可以等待積累有足夠多的字節後再構成報文段發送出去。
TCP協議
- Transmission Control Protocol，傳輸控制協議
- 面向連接的協議
- 需要三次握手建立連接
- 需要四次揮手斷開連接
- TCP報頭最小長度：20字節
三次握手的過程：
- 客戶端發送：SYN = 1, SEQ = X, 端口號
- 服務器回復：SYN = 1, ACK = X + 1, SEQ = Y
- 客戶端發送：ACK = Y + 1, SEQ = X + 1
確認應答信號ACK = 收到的SEQ + 1。 連接建立中，同步信號SYN始終為1。連接建立後，同步信號SYN=0。
四次揮手過程
- A向B提出停止連接請求，FIN = 1
- B收到，ACK = 1
- B向A提出停止連接請求，FIN = 1
- A收到，ACK = 1
優點：
- 可靠，穩定 1、傳遞數據前，會有三次握手建立連接 2、傳遞數據時，有確認、窗口、重傳、擁塞控制 3、傳遞數據後，會斷開連接節省系統資源
缺點：
-
傳輸慢，效率低，占用系統資源高 1、傳遞數據前，建立連接需要耗時 2、傳遞數據時，確認、重傳、擁塞等會消耗大量時間以及CPU和內存等硬件資源
-
易被攻擊 1、因為有確認機制，三次握手等機制，容易被人利用，實現DOS 、DDOS攻擊
如何保證接收的順序性：
TCP協議使用SEQ和ACK機制保證了順序性 TCP的每個報文都是有序號的。確認應答信號ACK=收到的SEQ+1
UDP協議
- User Data Protocol，用戶數據包協議
- 面向無連接的協議
- UDP報頭只有8字節
簡介：
- 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，並盡可能快的把它扔到網絡上
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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復雜的鏈接狀態表。
- 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。
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，那麽網絡就是通的。
優點：
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傳輸速率快 1、傳輸數據前，不需要像TCP一樣建立連接 2、傳輸數據時，沒有確認、窗口、重傳、擁塞控制等機制
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較安全 1、由於沒有了TCP的一些機制，被攻擊者利用的漏洞就少了
缺點：
- 不可靠，不穩定 1、由於沒有了TCP的機制，在數據傳輸時如果網絡不好，很可能丟包
用UDP協議通訊時怎樣得知目標機是否獲得了數據包
仿造TCP的做法，每發一個UDP包，都在裏面加一個SEQ序號，接收方收到包後，將SEQ序號回復給發送方。如果發送方在指定時間以內沒有收到回應，說明丟包了。
TCP與UDP的區別
| TCP面向有鏈接的通信服務 | UDP面向無連接的通信服務 |
| TCP提供可靠的通信傳輸 | UDP不可靠,會丟包 |
| TCP保證數據順序 | UDP不保證 |
| TCP數據無邊界 | UDP有邊界 |
| TCP速度快 | UDP速度慢 |
| TCP面向字節流 | UDP面向報文 |
| TCP一對一 | UDP可以一對一，一對多 |
| TCP報頭至少20字節 | UDP報頭8字節 |
| TCP有流量控制，擁塞控制 | UDP沒有 |
為什麽UDP比TCP快
- TCP需要三次握手
- TCP有擁塞控制，控制流量等機制
為什麽TCP比UDP可靠
- TCP是面向有連接的，建立連接之後才發送數據；而UDP則不管對方存不存在都會發送數據。
- TCP有確認機制，接收端每收到一個正確包都會回應給發送端。超時或者數據包不完整的話發送端會重傳。UDP沒有。因此可能丟包。
什麽時候使用TCP
當對網絡通訊質量有要求的時候，比如：整個數據要準確無誤的傳遞給對方，這往往用於一些要求可靠的應用，比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協議，POP、SMTP等郵件傳輸的協議。 在日常生活中，常見使用TCP協議的應用如下： 瀏覽器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件傳輸
什麽時候應該使用UDP：
當對網絡通訊質量要求不高的時候，要求網絡通訊速度能盡量的快，這時就可以使用UDP。 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無邊界，UDP有邊界
TCP無邊界
客戶端分多次發送數據給服務器，若服務器的緩沖區夠大，那麽服務器端會在客戶端發送完之後一次性接收過來，所以是無邊界的；
UDP有邊界
客戶端每發送一次，服務器端就會接收一次，也就是說發送多少次就會接收多少次，因此是有邊界的。
TCP/UDP