TCP和UDP的區別

TCP和UDP是OSI模型中的運輸層中的協議。TCP提供可靠的通訊傳輸，而UDP則常被用於廣播和細節控制交給應用的通訊傳輸

UDP(User Datagram Protocol)

      UDP不提供複雜的控制機制，利用IP提供面向無鏈接的通訊服務。而且它是將應用程序發來的數據在收到的那一刻，馬上按照原樣發送到網絡上的一種機制。 即便是出現網絡擁堵的狀況下，UDP也沒法進行流量控制等避免網絡擁塞的行爲。此外，傳輸途中若是出現了丟包，UDO也不負責重發。甚至當出現包的到達順序亂掉時也沒有糾正的功能。若是須要這些細節控制，那麼不得不交給由採用UDO的應用程序去處理。換句話說，UDP將部分控制轉移到應用程序去處理，本身卻只提供做爲傳輸層協議的最基本功能。UDP有點相似於用戶說什麼聽什麼的機制，可是須要用戶充分考慮好上層協議類型並製做相應的應用程序。

TCP(Transmission Control Protocol)

     TCP充分實現了數據傳輸時各類控制功能，能夠進行丟包的重發控制，還能夠對次序亂掉的分包進行順序控制。而這些在UDP中都沒有。此外，TCP做爲一種面向有鏈接的協議，只有在確認通訊對端存在時纔會發送數據，從而能夠控制通訊流量的浪費。TCP經過檢驗、序列號、確認應答、重發控制、鏈接管理以及窗口控制等機制實現可靠性傳輸。

1、TCP協議與UDP協議的區別

    首先我們弄清楚，TCP協議和UCP協議與TCP/IP協議的聯繫，一直都是說TCP/IP協議與UDP協議的區別，是沒有從本質上弄清楚網絡通訊

    TCP/IP協議是一個協議簇。裏面包括不少協議的。UDP只是其中的一個
    TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層，網絡層，網絡訪問層
應用層包括:
    超文本傳輸協議(HTTP):萬維網的基本協議
    文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協議)
    遠程登陸(Telnet),提供遠程訪問其它主機功能,它容許用戶登陸     
    internet主機,並在這臺主機上執行命令.    
    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.  
    域名系統(DNS),該系統用於在internet中將域名及其公共廣播的網絡節點轉換成IP地址
網絡層包括:    
    Internet協議(IP)     
    Internet控制信息協議(ICMP)    
    地址解析協議(ARP)    
    反向地址解析協議(RARP)  

網絡訪問層:

    網絡訪問層又稱做主機到網絡層(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.基於不一樣硬件類型的網絡接口,網絡訪問層定義了和物理介質的鏈接.

下面講解一下TCP協議和UDP協議的區別

       TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向鏈接的協議，也就是說，在收發數據前，必須和對方創建可靠的鏈接。一個TCP鏈接必需要通過三次「對話」才能創建，其中的過程很是複雜，過程：主機A向主機B發出鏈接請求數據包：「我想給你發數據，能夠嗎？」，這是第一次對話；主機B向主機A發送贊成鏈接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工做）的數據包：「能夠，你何時發？」，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：「我如今就發，你接着吧！」，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，通過三次「對話」以後，主機A才向主機B正式發送數據。

      TCP創建鏈接要進行3次握手
       1 ) 主機A經過向主機B 發送一個含有同步序列號的標誌位的數據段給主機B ,向主機B 請求創建鏈接,經過這個數據段,主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通訊;你能夠用哪一個序列號做爲起始數據段來回應我
.      2 ) 主機B 收到主機A的請求後,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標誌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,你能夠傳輸數據了;你要用序列號做爲起始數據段來回應我
       3 )主機A收到這個數據段後,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的數據段:"我已收到回覆,我如今要開始傳輸實際數據了
     3次握手就完成了,主機A和主機B 就能夠傳輸數據
     3次握手的特色:
         沒有應用層的數據
         SYN這個標誌位只有在TCP建產鏈接時纔會被置1
         握手完成後SYN標誌位被置0

  TCP斷開鏈接要進行4次
       1 ) 當主機A完成數據傳輸後,將控制位FIN置1,提出中止TCP鏈接的請求
       2 ) 主機B收到FIN後對其做出響應,確認這一方向上的TCP鏈接將關閉,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能夠看出,TCP使用面向鏈接的通訊方式,大大提升了數據通訊的可靠性,使發送數據端
和接收端在數據正式傳輸前就有了交互,爲數據正式傳輸打下了可靠的基礎

 名詞解釋
      ACK  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以前的數據段都收到了.好比,確認號爲X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號纔有效,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.
     SYN  同步序列號,TCP創建鏈接時將這個位置1
     FIN  發送端完成發送任務位,當TCP完成數據傳輸須要斷開時,提出斷開鏈接的一方將這位置1
TCP的包頭結構：
     源端口 16位
     目標端口 16位
     序列號 32位
     迴應序號 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)
這樣咱們得出了TCP包頭的最小長度，爲20字節。

UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）
（1） UDP是一個非鏈接的協議，傳輸數據以前源端和終端不創建鏈接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數據，並儘量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把每一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） 因爲傳輸數據不創建鏈接，所以也就不須要維護鏈接狀態，包括收發狀態等，所以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，相對於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，所以主機不須要維持複雜的連接狀態表（這裏面有許多參數）。
（6）UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部後就向下交付給IP層。既不拆分，也不合並，而是保留這些報文的邊界，所以，應用程序須要選擇合適的報文大小。
咱們常用「ping」命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通訊是否正常，其實「ping」命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，而後對方主機確認收到數據包，若是數據包是否到達的消息及時反饋回來，那麼網絡就是通的。

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.基於鏈接與無鏈接；
    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。

UDP應用場景：
  1.面向數據報方式
  2.網絡數據大多爲短消息 
  3.擁有大量Client
  4.對數據安全性無特殊要求
  5.網絡負擔很是重，但對響應速度要求高
 
TCP: 
TCP編程的服務器端通常步驟是： 
　　一、建立一個socket，用函數socket()； 
　　二、設置socket屬性，用函數setsockopt(); * 可選 
　　三、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind(); 
　　四、開啓監聽，用函數listen()； 
　　五、接收客戶端上來的鏈接，用函數accept()； 
　　六、收發數據，用函數send()和recv()，或者read()和write(); 
　　七、關閉網絡鏈接； 
　　八、關閉監聽； 

TCP編程的客戶端通常步驟是： 
　　一、建立一個socket，用函數socket()； 
　　二、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 
　　三、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind();* 可選 
　　四、設置要鏈接的對方的IP地址和端口等屬性； 
　　五、鏈接服務器，用函數connect()； 
　　六、收發數據，用函數send()和recv()，或者read()和write(); 
　　七、關閉網絡鏈接；

UDP:與之對應的UDP編程步驟要簡單許多，分別以下： 　　UDP編程的服務器端通常步驟是： 　　一、建立一個socket，用函數socket()； 　　二、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 　　三、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind(); 　　四、循環接收數據，用函數recvfrom(); 　　五、關閉網絡鏈接； UDP編程的客戶端通常步驟是： 　　一、建立一個socket，用函數socket()； 　　二、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 　　三、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind();* 可選 　　四、設置對方的IP地址和端口等屬性; 　　五、發送數據，用函數sendto(); 　　六、關閉網絡鏈接；