在了解TCP/UDP協(xié)議之前,我們先了解一下TCP/IP協(xié)議。
TCP/IP協(xié)議是指能夠在多個不同網(wǎng)絡間實現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP和IP兩個協(xié)議,而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構成的協(xié)議簇,只因為在TCP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性,所以被稱為TCP/IP協(xié)議。TCP/IP協(xié)議包含了一系列構成互聯(lián)網(wǎng)基礎的網(wǎng)絡協(xié)議,是Internet的核心協(xié)議,包含了應用協(xié)議、傳輸協(xié)議、網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議和路由控制協(xié)議。
下邊我們看一下TCP、UDP通訊規(guī)則上有哪些區(qū)別。
TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)是傳輸層的兩種主要協(xié)議,它們在數(shù)據(jù)傳輸方式和應用場景上有顯著的區(qū)別。
TCP協(xié)議,最顯著的特點就是每次傳輸信息之前都要進行握手。三次握手是TCP建立連接的重要過程,有了三次握手才能確保了客戶端和服務器之間能夠穩(wěn)定可靠地建立連接以及進行數(shù)據(jù)交換。
下邊我們詳細的介紹一下三次握手的過程:
一次握手:客戶端會主動向服務器發(fā)送一個SYN包,SYN包內包含自己的初始序列號X。SYN包即表示客戶端希望與服務器建立連接。此時,客戶端就會進入SYN_SENT狀態(tài),等待服務器回復確認信息。
二次握手:在服務器收到客戶端的SYN包后,會向客戶端回復一個SYN+ACK包作為響應數(shù)據(jù)。這個響應數(shù)據(jù)包包含了服務器的初始序列號Y,以及服務器對客戶端SYN包的確認(此時確認號已更新為X+1)。響應數(shù)據(jù)發(fā)送完成后服務器即進入SYN_RECV狀態(tài),此時表示服務器已經(jīng)收到客戶端的同步請求,并準備發(fā)送自己的同步請求。
三次握手:客戶端在收到服務器的SYN+ACK包后,會向服務器發(fā)送一個ACK確認包。這個包中的內容包含了服務器確認號Y+1,表示客戶端已經(jīng)收到了服務器的同步請求并且確認。此時客戶端和服務器都進入了已建立連接狀態(tài),此時TCP連接建立成功,雙方可以開始進行數(shù)據(jù)傳輸。
在使用TCP協(xié)議時,每一次數(shù)據(jù)交互都需要先進行握手,握手成功后就會收到對方發(fā)送的信息。
TCP協(xié)議主要特點包括:
1、面向連接:TCP在傳輸數(shù)據(jù)之前必須先建立連接,數(shù)據(jù)傳送結束后要釋放連接;
2、可靠性:通過校驗和、序列號、確認應答、重傳控制等機制實現(xiàn)可靠傳輸;
3、流量控制:使用滑動窗口協(xié)議來避免發(fā)送方發(fā)送速率過快導致接收方來不及處理;
4、擁塞控制:通過慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復等算法來防止網(wǎng)絡擁塞;
5、全雙工通信:允許數(shù)據(jù)在兩個方向上同時傳輸;
6、面向字節(jié)流:將應用層發(fā)下來的報文看成字節(jié)流,不區(qū)分應用層發(fā)下來的數(shù)據(jù)包;
下邊一起看看TCP協(xié)議常見的應用場景。
1、-family:微軟雅黑, "microsoft yahei";">HTTP(超文本傳輸協(xié)議)和HTTPS(安全超文本傳輸協(xié)議)都基于TCP協(xié)議。用戶在訪問網(wǎng)頁時,瀏覽器與服務器建立連接使用的就是TCP協(xié)議,并且會在建立連接后進行數(shù)據(jù)傳輸,三次握手機制保證了網(wǎng)頁訪問的準確性。
2、-family:微軟雅黑, "microsoft yahei";">SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)、IMAP(互聯(lián)網(wǎng)郵件訪問協(xié)議)以及POP3(郵局協(xié)議)等電子郵件協(xié)議也都基于TCP協(xié)議。TCP協(xié)議確保電子郵件的穩(wěn)定傳輸,避免在傳輸過程中導致數(shù)據(jù)丟失或損壞。
3、-family:微軟雅黑, "microsoft yahei";">FTP(文件傳輸協(xié)議)和SFTP(安全文件傳輸協(xié)議)也都是基于TCP的文件傳輸協(xié)議,保證客戶端和服務器之間進行穩(wěn)定的文件傳輸,保證文件的完整性。
在了解完TCP協(xié)議之后,我們自來看看UDP協(xié)議。
剛剛講的TCP協(xié)議通訊前需要進行三次握手,而UDP協(xié)議就不需要這麻煩了,只需要知道通信對方的IP和端口就可以直接發(fā)送信息了,通信對方不需要進行確認。因此UDP協(xié)議是一種無連接的傳輸協(xié)議,具有簡單、高效的特點,適用于需要快速傳輸?shù)珜?shù)據(jù)完整性要求不高的場景。
UDP是一種基于IP的簡單協(xié)議,提供無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務,主要用于單次少量數(shù)據(jù)傳輸的應用,如DNS、SNMP等。UDP的頭部開銷小,包括源端口號、目標端口號、長度和校驗和共計8個字節(jié)。
無連接:發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接,發(fā)送方可以隨時發(fā)送數(shù)據(jù);
不可靠:不保證數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或丟失;
頭部開銷?。褐话匾淖侄?,如源端口、目的端口、長度和校驗和;
支持多種通信模式:支持一對多、多對一和多對多通信;
傳輸效率高:由于沒有建立連接、確認數(shù)據(jù)、處理重傳等步驟,因此傳輸效率相對較高;
TCP和UDP協(xié)議的主要區(qū)別有以下幾點,如下所示:
連接性:TCP是面向連接的協(xié)議,需要建立和關閉連接;UDP是無連接的協(xié)議
可靠性:TCP提供可靠的傳輸服務,UDP則不保證數(shù)據(jù)的可靠性
頭部開銷:TCP的頭部開銷較大,UDP的頭部開銷較小
傳輸效率:TCP的傳輸效率相對較低,但可靠性高;UDP的傳輸效率高,但可能會丟失數(shù)據(jù)
應用場景:TCP適用于需要可靠傳輸?shù)膱鼍埃缥募鬏?、電子郵件等;UDP適用于對實時性要求高但對數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場景,如視頻流、音頻流等
總的來說,TCP適用于需要高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸,而UDP則適用于需要高傳輸效率和實時性的應用
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