傳輸層的TCP和UDP協議

做者：HerryLo

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TCP/IP協議， 你必定經常聽到，其中TCP（Transmission Control Protocol）稱爲 傳輸控制協議，IP（Internet Protocol） 稱爲網際協議。

事實上TCP/IP協議，是一個協議族，是一個協議的集合。

TCP/IP協議，定義了一整套規則。它定義整個互聯網如何鏈接，如何通訊，如何協商的最基礎規則。

TCP/IP協議分爲五層，分別是應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。每層都有對應的相關協議，其中TCP和UDP是傳輸層的兩個協議。

理解TCP和UDP

既然他們是傳輸層的協議，那麼他們的做用固然就是用來負責傳輸數據了。

咱們想象一個場景，網絡中隨意的兩端要通訊，會採起什麼傳輸方式呢？

能夠先想象一下人類之間的通訊。

第一種是打電。我撥通電話你的電話，直到你回答「你好」，我聽到聲音以後，咱們之間才繼續進行交談。

另外一個是發短信。我給你的手機號發送一條短信，沒法知道你是否收到，而後我就只能等待你的回覆了。

其中第一種方式對應TCP，而第二種對應UDP。TCP是須要對方確認的，也就是傳輸以前須要進行三次握手（傳輸的兩端須要通過三次握手，纔開始通訊）。UDP着比較粗暴，不論對方什麼狀況，直接發送，不須要確認過程。

而上圖中的看到的，TCP是可靠的，UDP是不可靠的，就是這個意思。

可靠的鏈接帶來的是效率的降低。好比一次網絡請求，很大一部分時間其實都是浪費在互相確認的過程中，資源消耗比較多，保證了數據傳輸是可靠的，並且傳輸數據是有序的。不可靠的鏈接帶來的是效率的提高，但可能服務質量有降低。

要擺脫一種人爲的誤區，不要覺得UDP不可靠，就沒有應用場景。聽說QQ發送數據就是靠UDP發送的，儘管是不可靠的鏈接，但是仍是用了很是多的校驗算法保證了數據質量穩定，同也保證了效率。TCP儘管耗時，但是對於穩定性優先的場景，仍是應該有限選用TCP，比方瀏覽器中訪問網頁用的就是TCP。此外在一些長鏈接系統裏面，比方微信，鏈接通道應該也是用TCP創建的，因爲要維持一條穩定的信息傳輸通道。

協議是怎麼控制，數據包是怎麼傳輸，怎麼校驗數據的正確性，還有重傳特性。這些都是協議中重要的控制過程，在這裏不作詳解，由於對於實際的產品並無太大的用。至於如何選定傳輸數據方式，應該依據場景而定。

安全的東西每每不快，反之亦然。而TCP和UCD之間也是這樣：

TCP(傳輸控制協議)

TCP(傳輸控制協議)是基於鏈接的。在正式收發數據以前，必需要與對方創建鏈接。這之間須要通過'三次握手':

第一步. 首先A主機須要和B主機之間創建數據收發，A須要發送一個請求詢問B：'我要創建鏈接'；

第二步. B收到消息後，會給A發送一個迴應：'能夠鏈接'；

第三步. A收到B的迴應後，A向B再次迴應：'我要開始發送了'，他們之間就能夠創建鏈接了；
第一次握手的結論是：A的發送能力、B的接收能力正常。

第二次握手的結論是：B的發送能力、A的接收能力正常。

第三次握手的結論是：A的接收、發送能力，B的接收、發送能力都是正常的。

'3次握手'的做用就是 雙方都能明確本身和對方的收、發能力是正常的.

UDP(用戶數據報協議)

UDP(用戶數據報協議)是面向非鏈接的，不與對方創建鏈接，而直接把數據報=包發送出去。UDP適用於一次傳輸少許的數據，對於可靠性要求不高的應用環境。平常生活中使用的ping命令測試主機是否通訊正常，事實上'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，假設數據包是否到達的消息及時反饋回來了，那麼網絡傳輸就是正常的。

適用場景

TCP：是全雙工、面向鏈接、可靠的，並且精確控制的協議。主要用於實時性不強，但傳輸要求高的應用。比方說：網頁瀏覽、文件下載(不是BT、電腦下載)、郵件的發送等場合，這些場景須要TCP協議進行傳輸。固然，它在網絡方面的開銷是昂貴的。

UDP：這是一個不可靠的傳輸協議。因爲它不排序所要發送的數據段，不負責這些數據段到達目標的順序（說一它纔不可靠）。它在網絡的開銷要比TCP小不少，所以UDP適合用在那些實時性強、容許出錯的場合。好比說：即時通信(MSN、QQ)，視頻、語言等方面。

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