[译]TCP和UDP的区别

译者：华科小涛：http://www.cnblogs.com/hust-ghtao/

最近开始学习计算机网络的知识，找了些英文的资料，翻译过来，一是为了深入学习网络，也是为了锻炼自己看英文文档的能力。

原文链接：http://blog.pluralsight.com/networking-basics-tcp-udp-tcpip-osi-models，（如果侵权的话，大家告诉我哦）。

译文：

传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）套件（suite翻译成套件有点奇怪啊！）是由美国国防部（DoD）发明的，旨在确保通信在任何情况下都能进行，在遭受恶意攻击时，数据完整性也能保证啊。

传说中的开放互联参考模型（OSI Model）是对网络协议设计的抽象描述，目的就是为了规范网络。

这篇文章，我会阐述DoD和OSI模型的区别，更进一步还会介绍DoD版TCP/IP模型的细节。我还会介绍DoD各层协议，当然重点会放在TCP和UDP。通过这篇文章，你会找到关于TCP/IP套件的干货哦。

如果你正在准备CCENT货CCNA（不知道是啥）的考试，或者你对网络很感兴趣，那就千万不要错过呀。记好安全带，have a good ride，（懂意思，不会翻译！）。

TCP/IP和OSI模型的比较

让我们从比较TCP/IP和OSI模型开始。TCP/IP模型是OSI模型的简化版，用四层取代OSI的七层。尽管存在结构上的差异，但两种模型有可互换的传输层和网络层，它们的操作也都是基于分组交换技术。下图就表明两种模型的不同之处：

 

                                              

 

（译者注：按照惯例呢，Application译成应用层，Host-to-Host传输层，Internet网络层，NetworkAccess链路层。）

• 应用层: 应用层负责表示、编码、和对话控制。所有这些问题集中起来在TCP/IP模型中就是一层，在OSI模型中是三层。
• 传输层: TCP/IP中的Host-to-Host 协议功能和OSI模型中的模型差不多，包括应用数据的分割，传输可靠性保证，流和错误控制。
• 网络层：TCP/IP中的网络层和OSI模型中的网络层提供相同的服务。主要目的就算是将数据包送到目的地，而且和所选路径无关。
• 链路层：链路层处理一切和网络媒介上的数据终端有关的物理问题。是OSI模型中DataLink和Physical概念的和。

下图显示了TCP/IP模型和TCP/IP协议族之间的关系：

 

                                        

传输层的网络协议

两个协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）是被设计用来传输数据报的。我们将着眼于它们的细节和与上层的交互。

1.传输控制协议（TCP）

TCP是面向连接的协议，在传输数据之前必须建立连接。TCP协议的数据单元叫做数据段，以段的形式接受和发送数据实体，这些段由一个固定20-byte头后面跟着一个变量大小数据字段组成。

TCP负责将字节流分解成数据段发送，并在另一端合并，重新发送任何可能丢失的数据并将数据段按正确的顺序组织。数据段大小由链路层技术决定的最大传送单元严格限制。（1500字节通常是以太网的最大有效载荷大小）。

下图就是TCP数据段的格式：

 

                                 

其中：

• Source Port and Destination Port 为源端口和目的端口，确定特定链接的两个端点。一个端口加上主机的IP地址就可以确定一个端点啦。端口用来和上层通信，还可以用来区分同一台电脑上不同的应用程序。

• The Sequence Number and Acknowledgment Number 指定字节流中的字节。The Sequence Number用来重新排序或重新发送丢失的数据段。The Acknowledgment number 被设定为预期的下一个段。

• Data offset or TCP header length 表明在TCP的头信息中有多少word（一个word 4 字节哦）。

• The Window field 表明在收到确认之前可以传输多少字节。

• The Checksum field 提供额外的可靠性和安全性。

• 用户数据就跟在头的后面。

让我们来看下抓包器是怎么捕获TCP数据包的，下图显示了一个TCP的请求信息。注意上面提到的字段：Source Port, Destination Port, Sequence number, Acknowledgement number, Window size and checksum.

                                    

 

用户数据报协议 (UDP)

UDP 协议包含的头部信息较少. 是因为有些数据类型不需要可靠的交付和额外的开销. 例如实时交通系统，为了确保实时传送数据，就没有采用纠错和重传机制。

UDP是一种无连接的协议。它的可靠性由应用层处理。它所在乎的就是尽可能快的传输数据。UDP数据段格式如下图所示：

                                    

Let’s see how a UDP segment is captured by Ethereal. Notice the small header size：

                                   

 

该用哪种协议呢？

要传输的数据的性质决定了要采用的协议. 如果信息要可靠、有顺序的、完整的传输，那就用TCP协议呗。如果数据对实时性要求很高，为了减少开销和处理，那就用UDP协议。

下面的表格简单总结了TCP和UDP的特点，将它们牢记于心，选择时就不用纠结了：