tcpip协议与udpip协议的区别.docx
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tcpip协议与udpip协议的区别
tcpip协议与udpip协议的区别(总28页)
TCP/IP协议与UDP/IP协议的区别
TCP(TransmissionControlProtocol,传输控制协议)是面向连接的协议,
也就是说,在收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。
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,只简单的描述下这三次对话的简单过程:
A--->B
2主机B收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:
我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我
3主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B的数据段:
"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了
这样3次握手就完成了,主机A和主机B就可以传输数据了.
3次握手的特点
没有应用层的数据
SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1
握手完成后SYN标志位被置0
TCP断开连接要进行4次
1当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求
2主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1
3由B端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1
4主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束.
由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端
和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础
名词解释
ACKTCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段
都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.
SYN同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1
FIN发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将这位置1
UDP(UserDataProtocol,用户数据报协议)
(1)UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。
在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。
(2)由于传输数据不建立连接,因此也就不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
(3)UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
(4)吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
(5)UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。
(6)UDP是面向报文的。
发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付给IP层。
既不拆分,也不合并,而是保留这些报文的边界,因此,应用程序需要选择合适的报文大小。
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。
小结TCP与UDP的区别:
1.基于连接与无连接;
2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少);
程序结构较简单;
4.流模式与数据报模式;
保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证。
更多TCP和UPD的资料:
TCP---传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。
当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。
TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。
UDP---用户数据报协议,是一个简单的面向数据报的运输层协议。
UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。
由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。
UDP与TCP的主要区别在于UDP不一定提供可靠的数据传输。
事实上,该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。
UDP在许多方面非常有效。
当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时(其中任意给定数据的重要性相对较低),
可使用UDP。
ICQ短消息使用UDP协议发送消息。
许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。
重要的状态信息随可靠的TCP连接发送,而主数据流通过UDP发送。
TCP的目的是提供可靠的数据传输,并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。
TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时,负责数据恢复。
它通过为其发送的每个数据包提供一个序号来完成此恢复。
记住,较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元,因此,数据包可以沿完全不同的路径发送,即使它们都是同一消息的组成部分。
这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似,只是级别更高而已。
为确保正确地接收数据,TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认(即ACK)。
如果在某个时限内未收到相应的ACK,将重新传送数据包。
如果网络拥塞,这种重新传送将导致发送的数据包重复。
但是,接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包,并在必要时丢弃它。
TCP与UDP的选择
如果比较UDP包和TCP包的结构,很明显UDP包不具备TCP包复杂的可靠性与控制机制。
与TCP协议相同,UDP的源端口数和目的端口数也都支持一台主机上的多个应用。
一个16位的UDP包包含了一个字节长的头部和数据的长度,校验码域使其可以进行整体校验。
(许多应用只支持UDP,如:
多媒体数据流,不产生任何额外的数据,即使知道有破坏的包也不进行重发。
)
很明显,当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时,TCP协议是当然的选择。
当强调传输性能而不是传输的完整性时,如:
音频和多媒体应用,UDP是最好的选择。
在数据传输时间很短,以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下,UDP也是一个好的选择,如:
DNS交换。
把SNMP建立在UDP上的部分原因是设计者认为当发生网络阻塞时,UDP较低的开销使其有更好的机会去传送管理数据。
TCP丰富的功能有时会导致不可预料的性能低下,但是我们相信在不远的将来,TCP可靠的点对点连接将会用于绝大多数的网络应用。
FTP协议即文件传输协议,它是一个标准协议,FTP协议也是应用TCP/IP协议的应用协议标准,它是在计算机和网络之间交换文件的最简单的方法。
TCP与UDP区别
TCP---传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。
当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。
TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。
UDP---用户数据报协议,是一个简单的面向数据报的运输层协议。
UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。
由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快
Overview
TCP(TransmissionControlProtocol)isthemostcommonlyusedprotocolontheInternet.ThereasonforthisisbecauseTCPofferserrorcorrection.WhentheTCPprotocolisusedthereisa"guaranteeddelivery."Thisisduelargelyinparttoamethodcalled"flowcontrol."Flowcontroldetermineswhendataneedstobere-sent,andstopstheflowofdatauntilpreviouspacketsaresuccessfullytransferred.Thisworksbecauseifapacketofdataissent,acollisionmayoccur.Whenthishappens,theclientre-requeststhepacketfromtheserveruntilthewholepacketiscompleteandisidenticaltoitsoriginal.
UDP(UserDatagramProtocol)isanthercommonlyusedprotocolontheInternet.However,UDPisneverusedtosendimportantdatasuchaswebpages,databaseinformation,etc;UDPiscommonlyusedforstreamingaudioandvideo.StreamingmediasuchasWindowsMediaaudiofiles(.WMA),RealPlayer(.RM),andothersuseUDPbecauseitoffersspeed!
ThereasonUDPisfasterthanTCPisbecausethereisnoformofflowcontrolorerrorcorrection.ThedatasentovertheInternetisaffectedbycollisions,anderrorswillbepresent.RememberthatUDPisonlyconcernedwithspeed.Thisisthemainreasonwhystreamingmediaisnothighquality.
Onthecontrary,UDPhasbeenimplementedamongsometrojanhorseviruses.HackersdevelopscriptsandtrojanstorunoverUDPinordertomasktheiractivities.UDPpacketsarealsousedinDoS(DenialofService)attacks.ItisimportanttoknowthedifferencebetweenTCPport80andUDPport80.Ifyoudon'tknowwhatportsaregohere.
FrameStructure
Asdatamovesalonganetwork,variousattributesareaddedtothefiletocreateaframe.Thisprocessiscalledencapsulation.Therearedifferentmethodsofencapsulationdependingonwhichprotocolandtopologyarebeingused.Asaresult,theframestructureofthesepacketsdifferaswell.TheimagesbelowshowboththeTCPandUDPframestructures.
TCPFRAMESTRUCTURE
UDPFRAMESTRUCTURE
Thepayloadfieldcontainstheactuallydata.NoticethatTCPhasamorecomplexframestructure.ThisislargelyduetothefacttheTCPisaconnection-orientedprotocol.Theextrafieldsareneedtoensurethe"guaranteeddelivery"offeredbyTCP.
UDP
UDP与TCP的主要区别在于UDP不一定提供可靠的数据传输。
事实上,该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。
UDP在许多方面非常有效。
当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时(其中任意给定数据的重要性相对较低),可使用UDP。
ICQ短消息使用UDP协议发送消息。
许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。
重要的状态信息随可靠的TCP连接发送,而主数据流通过UDP发送。
TCP
TCP的目的是提供可靠的数据传输,并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。
TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时,负责数据恢复。
它通过为其发送的每个数据包提供一个序号来完成此恢复。
记住,较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元,因此,数据包可以沿完全不同的路径发送,即使它们都是同一消息的组成部分。
这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似,只是级别更高而已。
为确保正确地接收数据,TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认(即ACK)。
如果在某个时限内未收到相应的ACK,将重新传送数据包。
如果网络拥塞,这种重新传送将导致发送的数据包重复。
但是,接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包,并在必要时丢弃它。
TCP与UDP的选择
如果比较UDP包和TCP包的结构,很明显UDP包不具备TCP包复杂的可靠性与控制机制。
与TCP协议相同,UDP的源端口数和目的端口数也都支持一台主机上的多个应用。
一个16位的UDP包包含了一个字节长的头部和数据的长度,校验码域使其可以进行整体校验。
(许多应用只支持UDP,如:
多媒体数据流,不产生任何额外的数据,即使知道有破坏的包也不进行重发。
)
很明显,当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时,TCP协议是当然的选择。
当强调传输性能而不是传输的完整性时,如:
音频和多媒体应用,UDP是最好的选择。
在数据传输时间很短,以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下,UDP也是一个好的选择,如:
DNS交换。
把SNMP建立在UDP上的部分原因是设计者认为当发生网络阻塞时,UDP较低的开销使其有更好的机会去传送管理数据。
TCP丰富的功能有时会导致不可预料的性能低下,但是我们相信在不远的将来,TCP可靠的点对点连接将会用于绝大多数的网络应用。
TCP与UDP的区别
1.理解:
窗口和滑动窗口
TCP的流量控制
TCP使用窗口机制进行流量控制
什么是窗口?
连接建立时,各端分配一块缓冲区用来存储接收的数据,并将缓冲区的尺寸发送给另一端
接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸
剩余缓冲区空间的数量叫做窗口
2.TCP的流控过程(滑动窗口)
2. TCP 与UDP的区别
很多文章都说TCP协议可靠,UDP协议不可靠!
为什么前者可靠,后者不可靠呢?
既然UDP协议不可靠,为什么还要使用它呢?
所谓的TCP协议是面向连接的协议,面向连接是什么呢?
TCP和UDP都是传输层的协议!
从编程的角度看,就是两个模块(模块就是代码的集合,一系列代码的组合提供相应的功能!
模块化最终目的就是:
分工协作!
模块化好处:
便于扩展开发以及维护!
)。
先说TCP协议:
这个协议,是面向的连接!
面向连接这个概念,我们要从物理层看起。
大家都知道,因为“信道复用技术”的迅猛发展,才促使了计算机网络的发展!
如果没有“信道复用技术”,那么单条线路上(这里的线路指物理传输介质,例如:
双绞线、光纤、电话线)单位时间内只能供一台计算机使用!
还是举例说明:
就拿你自己的计算机来说,你跟同学“小明”聊天的时候,就不能跟另外一位同学“小强”聊天,如果你想同时跟两位同学聊天,那么你就得装两条线路!
那么同时与第三位、第四位同学。
。
。
第N位同学聊天的时候,你需要装几根线路全世界人民聊天的时候,又需要装几根线路
“信道复用技术”实现了,在同一条线路上,单位时间内可供X台计算机同时通信!
Toad知道以下几种复用技术:
1、频分复用 2、时分复用 3、波分复用 4、码分复用 5、空分复用 6、统计复用 7、极化波复用
关于“信道复用技术”更深层次的问题,需要你自己去研究!
上面我们提到了“信道复用技术”!
知道了这一点,我们就很容易明白“物理信道”上的“虚拟信道”概念了!
不同的信道复用技术,使用不同的复用技术,目的就是创建“虚拟信道”。
一个TCP协议连接其实就是在物理线路上创建的一条“虚拟信道”。
这条“虚拟信道”建立后,在TCP协议发出FIN包之前(两个终端都会向对方发送一个FIN包),是不会释放的。
正因为这一点,TCP协议被称为面向连接的协议!
UDP协议,一样会在物理线路上创建一条“虚拟信道”,否则UDP协议无法传输数据!
但是,当UDP协议传完数据后,这条“虚拟信道”就被立即注销了!
因此,称UDP是不面向连接的协议!
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
TCP的三次握手(建立连接)和四次挥手(关闭连接)
参照:
建立连接:
理解:
窗口和滑动窗口
TCP的流量控制
TCP使用窗口机制进行流量控制
什么是窗口?
连接建立时,各端分配一块缓冲区用来存储接收的数据,并将缓冲区的尺寸发送给另一端
接收方发送的确认信息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸
剩余缓冲区空间的数量叫做窗口
2.TCP的流控过程(滑动窗口)
TCP(TransmissionControlProtocol) 传输控制协议
三次握手
TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接:
位码即tcp标志位,有6种标示:
SYN(synchronous建立联机)
ACK(acknowledgement确认)
PSH(push传送)
FIN(finish结束)
RST(reset重置)
URG(urgent紧急)
Sequencenumber(顺序号码)
Acknowledgenumber(确认号码)
客户端TCP状态迁移:
CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSED
服务器TCP状态迁移:
CLOSED->LISTEN->SYN收到->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSED
各个状态的意义如下:
LISTEN-侦听来自远方TCP端口的连接请求;
SYN-SENT-在发送连接请求后等待匹配的连接请求;
SYN-RECEIVED-在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认;
ESTABLISHED-代表一个打开的连接,数据可以传送给用户;
FIN-WAIT-1-等待远程TCP的连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认;
FIN-WAIT-2-从远程TCP等待连接中断请求;
CLOSE-WAIT-等待从本地用户发来的连接中断请求;
CLOSING-等待远程TCP对连接中断的确认;
LAST-ACK-等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认;
TIME-WAIT-等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认;
CLOSED-没有任何连接状态;
TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接,如图1所示。
(1)第一次握手:
建立连接时,客户端A发送SYN包(SYN=j)到服务器B,并进入SYN_SEND状态,等待服务器B确认。
(2)第二次握手:
服务器B收到SYN包,必须确认客户A的SYN(ACK=j+1),同时自己也发送一个SYN包(SYN=k),即SYN+ACK包,此时服务器B进入SYN_RECV状态。
(3)第三次握手:
客户端A收到服务器B的SYN+ACK包,向服务器B发送确认包ACK(A
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- tcpip 协议 udpip 区别