網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之TCP和UDP
首先強調(diào)一點，TCP/IP協(xié)議是一個協(xié)議簇。里面包括很多協(xié)議的，UDP只是其中的一個， 之所以命名為TCP/IP協(xié)議，因為TCP、IP協(xié)議是兩個很重要的協(xié)議，就用他兩命名了。
兩個協(xié)議的區(qū)別實際使用時，只需要記住“TCP正常連接發(fā)送數(shù)據(jù)時一般不會產(chǎn)生丟包(排除上下層其他因素)，而UDP產(chǎn)生丟包是很常見的事。”
1 下面著重講解一下TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別
- 基于連接與無連接;
- 對系統(tǒng)資源的要求(TCP較多，UDP少);
- UDP程序結(jié)構(gòu)較簡單;
- 流模式與數(shù)據(jù)報模式 ;
- TCP保證數(shù)據(jù)正確性，UDP可能丟包;
- TCP保證數(shù)據(jù)順序，UDP不保證。
通過以上分析，可能會有人認為，鑒于TCP可靠的傳輸協(xié)議，那么它一定優(yōu)于UDP，其實不然。
下面舉例說明這個問題：
TCP用于在傳輸層有必要實現(xiàn)可靠傳輸?shù)那闆r。由于它是面向有鏈接并具備順序控制、重發(fā)控制等機制，所以它可以為應(yīng)用提供可靠傳輸。
在另方面，UDP主要用于那些對高速傳輸和實時性較高要求的通信或廣播通信。我們舉一個例子-通過IP電話進行通話，如果使用TCP，數(shù)據(jù)在傳輸圖中如果丟失會被重發(fā)，但這樣無法流暢地傳輸通話人的聲音，會導(dǎo)致無法進行正常交流。而采用UDP，它不會進行重發(fā)處理。從而也就不會有聲音大幅度延遲到達的問題。即使有部分數(shù)據(jù)丟失，也只是會影響某一小部分的通話。此外，在多播與廣播信道中也使用UDP而不是TCP。
TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)是面向連接的協(xié)議，也就是說，在收發(fā)數(shù)據(jù)前，必須和對方建立可靠的連接。 一個TCP連接必須要經(jīng)過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復(fù)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(fā)出連接請求數(shù)據(jù)包：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)，可以嗎?”，這是第一次對話;
- 主機B向主機A發(fā)送同意連接和要求同步 (同步就是兩臺主機一個在發(fā)送，一個在接收，協(xié)調(diào)工作)的數(shù)據(jù)包 ：“可以，你什么時候發(fā)?”，這是第二次對話;
- 主機A再發(fā)出一個數(shù)據(jù)包確認主機B的要求同步：“我現(xiàn)在就發(fā)，你接著吧!”， 這是第三次對話。
三次“對話”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發(fā)送數(shù)據(jù)，這也是保證可靠傳輸?shù)南葲Q條件。
6 UDP(User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)
- UDP是一個非連接的協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)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(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上。 在發(fā)送端，UDP傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)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(yīng)用程序每次從隊列中讀一個消息段。
- 由于傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態(tài)，包括收發(fā)狀態(tài)等，因此一臺服務(wù)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(jié)，相對于TCP的20個字節(jié)信息包的額外開銷很小。
- 吞吐量不受擁擠控制算法的調(diào)節(jié)，只受應(yīng)用軟件生成數(shù)據(jù)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(fù)雜的鏈接狀態(tài)表(這里面有許多參數(shù))。
- UDP是面向報文的。發(fā)送方的UDP對應(yīng)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，也不合并，而是保留這些報文的邊界， 因此，應(yīng)用程序需要選擇合適的報文大小。
我們經(jīng)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?qū)Ψ街鳈C發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，然后對方主機確認收到數(shù)據(jù)包， 如果數(shù)據(jù)包是否到達的消息及時反饋回來，那么網(wǎng)絡(luò)就是通的。
ping命令是用來探測主機到主機之間是否可通信，如果不能ping到某臺主機，表明不能和這臺主機建立連接。ping命令是使用 IP 和網(wǎng)絡(luò)控制信息協(xié)議 (ICMP)，因而沒有涉及到任何傳輸協(xié)議(UDP/TCP) 和應(yīng)用程序。它發(fā)送icmp回送請求消息給目的主機。
ICMP協(xié)議規(guī)定：目的主機必須返回ICMP回送應(yīng)答消息給源主機。如果源主機在一定時間內(nèi)收到應(yīng)答，則認為主機可達。
