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TCP与UDP区别及相关特性

TCP与UDP区别及相关特性

数据包

包(Packet)是TCP/IP协议通信传输中的数据单位,一般也称“数据包”。包在包交换网络里,单个消息被划分为多个数据块,这些数据块称为包,它包含发送者和接收者的地址信息。这些包然后沿着不同的路径在一个或多个网络中传输,并且在目的地重新组合。数据包主要由“目的IP地址”、“源IP地址”、“净载数据”等部分构成,包括包头和包体,包头是固定长度,包体的长度不定,各字段长度固定,双方的请求数据包和应答数据包的包头结构是一致的,不同的是包体的定义。数据包的结构与我们平常写信非常类似,目的IP地址是说明这个数据包是要发给谁的,相当于收信人地址;源IP地址是说明这个数据包是发自哪里的,相当于发信人地址;而净载数据相当于信件的内容。正是因为数据包具有这样的结构,安装了TCP/IP协议的计算机之间才能相互通信。我们在使用基于TCP/IP协议的网络时,网络中其实传递的就是数据包

TCP特性

  1. 面向连接
    “面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话,必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话。TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。    
  2. 三次会话
    一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,其中的过程非常复杂,我们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。    
  3. 通信效率低、可靠性高    
    TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接,使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机,对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。

3、UDP特性

  1. 面向非连接     
    “面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似:你在发短信的时候,只需要输入对方手机号就OK了。     
    UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接就把数据包发送过去!     
  2. 通信效率高、可靠性低     
    UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如,我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。例如,在默认状态下,一次“ping”操作发送4个数据包(如图所示)。大家可以看到,发送的数据包数量是4包,收到的也是4包(因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包)。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程,所以它的通信效率高;但也正因为如此,它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息,因此有时会出现收不到消息的情况。     

TCP与UDP的区别

  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。UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付。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,TCP通过校验和,重传控制,序号标识,滑动窗口、确认应答等机制实现可靠传输。如丢包时的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
  3. UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
  4. 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。
  5. TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少。
  • 本文作者: David Xue
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