【網絡協議】TCP/IP協議與UDP協議的區別

此文源自http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com/blog/646880， http://blog.csdn.net/wangwh485/article/details/6689836 本身又在其它地方找了些資料理解，配上圖示。

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」才能創建起來，其中的過程很是複雜。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。

詳細點說就是：

TCP三次握手過程

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（SYN）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;你要用哪佧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（ACK）,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。這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就能夠傳輸數據了.

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創建鏈接要進行3次握手,而斷開鏈接要進行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。

咱們常常使用「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。