tcp协议与udp协议的区别
首先咱们弄清楚,tcp协议和ucp协议与tcp/ip协议的联系,很多人犯糊涂了,一直都是说tcp/ip协议与udp协议的区别,我觉得这是没有从本质上弄清楚网络通信!
tcp/ip协议是一个协议簇。里面包括很多协议的。udp只是其中的一个。之所以命名为tcp/ip协议,因为tcp,ip协议是两个很重要的协议,就用他两命名了。
tcp/ip协议集包括应用层,传输层,网络层,网络访问层。
其中应用层包括:
超文本传输协议(http):万维网的基本协议。
文件传输(tftp简单文件传输协议):
远程登录(telnet),提供远程访问其它主机功能,它允许用户登录
internet主机,并在这台主机上执行命令。
网络管理(snmp简单网络管理协议),该协议提供了监控网络设备的方法,以及配置管理,统计信息收集,性能管理及安全管理等。
域名系统(dns),该系统用于在internet中将域名及其公共广播的网络节点转换成ip地址。
其次网络层包括:
internet协议(ip)
internet控制信息协议(icmp)
地址解析协议(arp)
反向地址解析协议(rarp)
最后说网络访问层:网络访问层又称作主机到网络层(host-to-network)。网络访问层的功能包括ip地址与物理地址硬件的映射,以及将ip封装成帧。基于不同硬件类型的网络接口,网络访问层定义了和物理介质的连接。
当然我这里说得不够完善,tcp/ip协议本来就是一门学问,每一个分支都是一个很复杂的流程,但我相信每位学习软件开发的同学都有必要去仔细了解一番。
tcp和udp的优点
tcp的优点:
可靠,稳定 tcp的可靠体现在tcp在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。 tcp的缺点: 慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击 tcp在传递数据之前,要先建连接,这会消耗时间,而且在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接,事实上,每个连接都会占用系统的cpu、内存等硬件资源。 而且,因为tcp有确认机制、三次握手机制,这些也导致tcp容易被人利用,实现dos、ddos、cc等攻击。
udp的优点:
快,比tcp稍安全 udp没有tcp的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制,udp是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。没有tcp的这些机制,udp较tcp被攻击者利用的漏洞就要少一些。但udp也是无法避免攻击的,比如:udp flood攻击…… udp的缺点: 不可靠,不稳定 因为udp没有tcp那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。 基于上面的优缺点,那么: 什么时候应该使用tcp: 当对网络通讯质量有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些要求可靠的应用,比如http、https、ftp等传输文件的协议,pop、smtp等邮件传输的协议。 在日常生活中,常见使用tcp协议的应用如下: 浏览器,用的http flashfxp,用的ftp outlook,用的pop、smtp putty,用的telnet、ssh qq文件传输 ………… 什么时候应该使用udp: 当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用udp。 比如,日常生活中,常见使用udp协议的应用如下: qq语音 qq视频 tftp ……
有些应用场景对可靠性要求不高会用到upd,比如长视频,要求速率
tcp与udp基本区别
1.基于连接与无连接
2.tcp要求系统资源较多,udp较少;
3.udp程序结构较简单
4.流模式(tcp)与数据报模式(udp);
5.tcp保证数据正确性,udp可能丢包
6.tcp保证数据顺序,udp不保证
udp应用场景:
1.面向数据报方式
2.网络数据大多为短消息
3.拥有大量client
4.对数据安全性无特殊要求
5.网络负担非常重,但对响应速度要求高
具体编程时的区别
1.socket()的参数不同
2.udp server不需要调用listen和accept
3.udp收发数据用sendto/recvfrom函数
4.tcp:地址信息在connect/accept时确定
5.udp:在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
6.udp:shutdown函数无效
编程区别
通常我们在说到网络编程时默认是指tcp编程,即用前面提到的socket函数创建一个socket用于tcp通讯,函数参数我们通常填为sock_stream。即socket(pf_inet, sock_stream, 0),这表示建立一个socket用于流式网络通讯。
sock_stream这种的特点是面向连接的,即每次收发数据之前必须通过connect建立连接,也是双向的,即任何一方都可以收发数据,协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的,即每个包按照发送的顺序到达接收方。
而sock_dgram这种是user datagram protocol协议的网络通讯,它是无连接的,不可靠的,因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据,是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据,也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在,是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道tcp是要经过三次握手的,而udp没有。
基于上述不同,udp和tcp编程步骤也有些不同,如下:
tcp:
tcp编程的服务器端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt(); * 可选
3、绑定ip地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
4、开启监听,用函数listen();
5、接收客户端上来的连接,用函数accept();
6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
7、关闭网络连接;
8、关闭监听;
tcp编程的客户端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定ip地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
4、设置要连接的对方的ip地址和端口等属性;
5、连接服务器,用函数connect();
6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
7、关闭网络连接;
udp:
与之对应的udp编程步骤要简单许多,分别如下:
udp编程的服务器端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定ip地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
4、循环接收数据,用函数recvfrom();
5、关闭网络连接;
udp编程的客户端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定ip地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
4、设置对方的ip地址和端口等属性;
5、发送数据,用函数sendto();
6、关闭网络连接;
tcp和udp是osi模型中的运输层中的协议。tcp提供可靠的通信传输,而udp则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。
udp补充:
udp不提供复杂的控制机制,利用ip提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻,立刻按照原样发送到网络上的一种机制。即使是出现网络拥堵的情况下,udp也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外,传输途中如果出现了丢包,udo也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制,那么不得不交给由采用udo的应用程序去处理。换句话说,udp将部分控制转移到应用程序去处理,自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。udp有点类似于用户说什么听什么的机制,但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。
tcp补充:
tcp充分实现了数据传输时各种控制功能,可以进行丢包的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在udp中都没有。此外,tcp作为一种面向有连接的协议,只有在确认通信对端存在时才会发送数据,从而可以控制通信流量的浪费。tcp通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。
tcp与udp区别总结:
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。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;udp尽最大努力交付,即不保 证可靠交付
3、tcp面向字节流,实际上是tcp把数据看成一连串无结构的字节流;udp是面向报文的
udp没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如ip电话,实时视频会议等)
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首部开销20字节;udp的首部开销小,只有8个字节
6、tcp的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,udp则是不可靠信道
tcp协议和udp协议为什么会共存?
1. 大家要知道,一种物理线路,单位时间内,能够创建的“虚拟信道”是有限的!
2. 使用tcp协议传输数据,当数据从a端传到b端后,b端会发送一个确认包(ack包)给a端,告知a端数据我已收到!udp协议就没有这种确认机制!这就是为什么说tcp协议可靠,udp协议不可靠。
qq普通会员就是使用的udp协议进行传输数据!既然udp协议自身没有确认机制,这个工作可以交给应用层的进程来完成(qq)!大家使用qq的时候,感觉出错的几率还是非常小吧!当然,把这个确认工作完全交给qq自身来做,就直接导致了,qq软件体积增大!
有些应用,对数据传输可靠性要求非常高,例如大家浏览网页,通过网页注册帐号、转帐等服务,这是不容许出错的,使用tcp协议能把出错的可能性降到最低(当然,网络自身很糟糕,tcp协议也没办法)。但是,提供这种可靠服务,会加大网络带宽的开销,因为“虚拟信道”是持续存在的,同时网络中还会出现大量的ack和fin包!
因此,鱼和熊掌不可兼得,需根据实际情况选择传输协议.tcp协议提供了可靠的数据传输,但是其拥塞控制、数据校验、重传机制的网络开销很大,不适合实时通信,所以选择开销很小的udp协议来传输数据。
udp 协议是无连接的数据传输协议并且无重传机制,会发生丢包、收到重复包、乱序等情况。而对于数据精确性要求不高的状态数据以及视频数据,丢包的影响不大。因为会不断收到新的包,丢失的个别包会有新的包来覆盖,所以只需在远程控制系统的通信部分自行处理乱序及重复包的问题,而对于丢包的问题一般不作处理。 但对于命令包这种需要精确收发的数据, 可在程序的开发中加入丢包重发和超时丢弃的处理。 当然,如果开发的是对于实时性要求不高的事件型控制命令的传输,不希望发生指令的丢失也可以直接采用tcp协议。tcp的重传机制正好适合这种情况。
非面向连接的传输协议在数据传输之前不建立连接,而是在每个中间节点对非面向连接的包和数据包进行路由。没有点到点的连接,非面向连接的协议,如udp,是不可靠的连接。当一个udp数据包在网络中移动时,发送过程并不知道它是否到达了目的地,除非应用层已经确认了它已到达的事实。非面向连接的协议也不能探测重复的和乱序的包。标准的专业术语用“不可靠”来描述udp。在现代网络中,udp并不易于导致传输失败,但是你也不能肯定地说它是可靠的
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