趁這今天，忙里偷閑的溫習一下TCP和UDP

TCP協議與UDP協議的區別

首先咱們弄清楚，TCP協議和UCP協議與TCP/IP協議的聯系，很多人犯糊涂了，一直都是說TCP/IP協議與UDP協議的區別，我覺得這是沒有從本質上弄清楚網絡通信！TCP/IP協議是一個協議簇。里面包括很多協議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP,IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。

TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層，網絡層，網絡訪問層。

其中應用層包括:

1. 超文本傳輸協議(HTTP):萬維網的基本協議.
2. 文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協議):
3. 遠程登錄(Telnet),提供遠程訪問其它主機功能,它允許用戶登錄 internet主機,并在這臺主機上執行命令.
4. 網絡管理(SNMP簡單網絡管理協議),該協議提供了監控網絡設備的方法,以及配置管理,統計信息收集,性能管理及安全管理等.
5. 域名系統(DNS),該系統用于在internet中將域名及其公共廣播的網絡節點轉換成IP地址.

其次網絡層包括:

1. Internet協議(IP)
2. Internet控制信息協議(ICMP)
3. 地址解析協議(ARP)
4. 反向地址解析協議(RARP)

最后說網絡訪問層:網絡訪問層又稱作主機到網絡層(host-to-network).網絡訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射,以及將IP封裝成幀.基于不同硬件類型的網絡接口,網絡訪問層定義了和物理介質的連接.當然我這里說得不夠完善，TCP/IP協議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很復雜的流程，但我相信每位學習軟件開發的同學都有必要去仔細了解一番。

下面我著重講解一下TCP協議和UDP協議的區別。

TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向連接的協議，也就是說，在收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連接請求數據包：“我想給你發數據，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A發送同意連接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工作）的數據包：“可以，你什么時候發？”，這是第二次對話；主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧！”，這是第三次對話。三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發送數據。詳細點說就是：（文章部分轉載http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com，主要是這個人講解得很到位，的確很容易使人理解?。?/p>

TCP三次握手過程

1. 主機A通過向主機B 發送一個含有同步序列號的標志位的數據段給主機B ,向主機B 請求建立連接,通過這個數據段,主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通信;你可以用哪個序列號作為起始數據段來回應我.

2. 主機B 收到主機A的請求后,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標志位的數據段響應主機A,也告訴主機A兩件事:我已經收到你的請求了,你可以傳輸數據了;你要用哪佧序列號作為起始數據段來回應我

3. 主機A收到這個數據段后,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的數據段:"我已收到回復,我現在要開始傳輸實際數據了這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸數據了.3次握手的特點沒有應用層的數據SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置1握手完成后SYN標志位被置0

TCP建立連接要進行3次握手,而斷開連接要進行4次

1. 當主機A完成數據傳輸后,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請求
2. 主機B收到FIN后對其作出響應,確認這一方向上的TCP連接將關閉,將ACK置1
3. 由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1
4. 主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關閉結束.由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連接的通信方式,大大提高了數據通信的可靠性,使發送數據端和接收端在數據正式傳輸前就有了交互,為數據正式傳輸打下了可靠的基礎

名詞解釋ACK

1. TCP報頭的控制位之一,對數據進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴發送端這個序列號之前的數據段都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳數據,保證數據的完整性.
2. SYN 同步序列號,TCP建立連接時將這個位置1
3. FIN 發送端完成發送任務位,當TCP完成數據傳輸需要斷開時,提出斷開連接的一方將這位置1

TCP的包頭結構：

源端口
16位目標端口
16位序列號
32位回應序號
32位TCP頭長度
4位reserved
6位控制代碼
6位窗口大小
16位偏移量
16位校驗和
16位選項
32位(可選)這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20字節。

UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）

（1） UDP是一個非連接的協議，傳輸數據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用程序的數據，并盡可能快地把它扔到網絡上。在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、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，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。
（2） 由于傳輸數據不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。
（3） UDP信息包的標題很短，只有8個字節，相對于TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制算法的調節，只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。
（5）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雜的鏈接狀態表（這里面有許多參數）。
（6）UDP是面向報文的。發送方的UDP對應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，應用程序需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通信是否正常，其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包，如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。

UDP的包頭結構：

源端口
16位目的端口
16位長度
16位校驗和
16位

小結TCP與UDP的區別：

1. 基于連接與無連接；
2. 對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3. UDP程序結構較簡單；
4. 流模式與數據報模式 ；
5. TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證。

TCP和UDP的區別(轉)