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TCP/IP和UDP之間的區別(轉載)

有用 可靠性 client 之間 可靠的 col 因此 用戶數據報 ack

在分析兩者之間的區別之前,我們先搞清楚這兩者的關系,

TCP/IP協議簇 是一種網絡控制協議,簡單點說就是一種網絡協議,我們網絡中的計算機就是通過這套協議簇來進行數據通信的。
這套協議簇裏面包含了很多協議,比如說DNS,HTTP,ARP,ICMP等,UDP協議也是其中的一種

關於TCP/IP協議簇詳解可以參考:http://blog.chinaunix.net/uid-30077524-id-5074334.html

1.TCP/IP協議詳解

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:
超文本傳輸協議(HTTP):萬維網的基本協議.
文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協議):
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.
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.
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:
Internet協議(IP)
Internet控制信息協議(ICMP)
地址解析協議(ARP)
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.

2.UDP協議祥解

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,並盡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復雜的鏈接狀態表(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,那麽網絡就是通的。
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


3.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,其中的過程非常復雜,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,你什麽時候發?”,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。
詳細點說就是:(文章大部分轉載https://www.cnblogs.com/bizhu/archive/2012/05/12/2497493.html,這位博主講解得很到位,很容易理解)
TCP三次握手過程
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.
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建產連接時才會被置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

1 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
2 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
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
名詞解釋
ACK 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,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,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.
SYN 同步序列號,TCP建立連接時將這個位置1
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
回應序號 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,為20字節。

4.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,不重復,且按序到達;UDP盡最大努力交付,即不保證可靠交付

3、TCP面向字節流,實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的
UDP沒有擁塞控制,因此網絡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)
4、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
5、TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小,只有8個字節

6、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道,UDP則是不可靠信道

5.應用領域

1,TCP在網絡通信上有極強的生命力,例如遠程連接(Telnet)和文件傳輸(FTP)都需要不定長度的數據被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的,對數據內容正確性的檢驗必然占用計算機的處理時間和網絡的帶寬,因此TCP傳輸的效率不如UDP高。

2,UDP操作簡單,而且僅需要較少的監護,因此通常用於局域網高可靠性的分散系統中client/server應用程序。例如視頻會議系統,並不要求音頻視頻數據絕對的正確,只要保證連貫性就可以了,這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。

註明:本文章來自轉載加上自己的整理,有什麽疑問和問題歡迎一起討論學習

TCP/IP和UDP之間的區別(轉載)