TCP、UDP协议详解
来源:zdnet安全频道
TCP(传输控制协议)和UDP(拥护数据报协议)是传输层的俩个传输协议,它们俩个的最大区别就是是否面向连接。
TCP包括了面向连接和可靠数据传输服务,在客户端和服务器端进行通信前,要先交换传输层控制信息,为双方的通信做好准备。在这个握手阶段后,我们就可以认为在这俩个进程间存在一个TCP连接,且是一个全双工的连接,在消息发送完后,应用程序会告诉TCP拆除这个连接。可靠的传输服务为了保障彼此通信能无差错地顺序传递所有数据。
当其中任何一个应用程序把一个字节流传如套接字时,它可以指望TCP把同样的字节流传递到对方的套接字,中间不回丢失和重传。TCP是因特网的一种公益服务,其目的是能调节数据传输过程中的一些问题,因此还要包含一个拥塞机制。TCP拥塞机制在网络变得拥塞时阻止发送进程。确切地说,TCP拥塞控制试图把每个TCP连接限定在它所公平共享的网络带宽上。对于有最小带宽需求限制的实时音频或视频应用来说,阻止其带宽那就让它们不能正常工作,此外,我们能想象一下,在网络电话通话时,偶尔的不连续是可以容忍的,可见实时应用可以容忍丢失少部分数据,不需要完全可靠服务。
说了这么多,TCP能提供的好的服务,再看一下其缺点吧,首先,TCP不保证最小传输率,通俗点说,TCP不允许发送进程以想要的速率发送数据,受到TCP拥塞控制的调节,发送进程有可能被迫以一个较低的平均速率发送。其次,TCP不提供任何延时保障,具体点说,发送进程把数据传入自己的TCP套接字后,这个数据将最终到达其接受套接字,但是中间所经历的时间就不能保证了 ,花几秒或则几分钟都不一定。
UDP是一个非面向连接的轻量级传输协议,具有一个最简单的服务模型。UDP是无连接的,因此两个进程彼此通信之前没有握手过程。UDP提供不可靠的数据传输服务,也就是说当一个进程往自己套接字发送一个消息时,UDP不能保障这个消息回最终到达接受套接字。另外,就确实到达接收套节字的消息而言,他们的到达顺序也可能不是有序的。
UDP不含拥塞控制机制,因此发送进程能够以任意速率往UDP套接字发送数据,尽管不能保证所有数据都到达接收套接字,但是会有相当比列的数据到达。实时应用程序的开发人员往往选择在UDP上运行他们的应用。与TCP类似,UDP也不提供任何延迟保证。
我们可以通过下表来体会一下上面说的真正含义。
应 用 |
应用层协议 |
用来支撑的传输协议 |
电子邮件 |
SMTP(RFC82) |
TCP |
远程终端访问 |
Telenet |
TCP |
WEB |
HTTP |
TCP |
文件传送 |
FTP |
TCP |
远程文件服务器 |
NFS |
TCP或UDP |
流多媒体 |
专属 |
UDP或TCP |
因特网电话 |
专属 |
一般为UDP |
在表中我们看到,电子邮件,远程终端访问,WEB和文件传送都使用TCP协议,这些应用选择TCP的主要原因是在于TCP提供了可靠的数据传输服务,能够保证所有数据最终到达其目的地。我们还看到,因特网电话一般运行在UDP协议上面,一个因特网电话应用的俩端都得以某个最小速率跨越网络发送数据;另外,因特网电话可以容忍数据丢失,从这个俩个条件来看,都适合UDP,不需要可靠的TCP传输服务。
总的来说,TCP能保证传递全部数据,而UDP不能,且他们都不提供延迟保证。他们不提供延迟保证,并不意味着时间敏感的应用不能运行在现在的因特网上,而是应用是通过一些其他的方法来保证这些需要。
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TCP一般不需要自己验证。
UDP的验证方法有很多,根据实际需要来决定。简单提几种方式:
1、不做验证。对于不重要的数据传输,可以忽略丢包以及无序到达,例如视频、音频的即时播放。
2、对每次发送的数据进行编号,接收方每次收到数据后回发编号,并自己丢弃重复收到的数据,发送方如果在一定时间内没有收到回应则自动重发。这种方式传输速度较低,适用于简单的数据传输。
3、对每次发送的数据进行编号,由接收方来检查丢包情况,在适当的时候要求发送方重发前一段时间内丢失的数据。这种方式适用于大规模数据传输。