[譯]TCP和UDP的區別

譯者：華科小濤：http://www.cnblogs.com/hust-ghtao/

最近開始學習計算機網絡的知識，找了些英文的資料，翻譯過來，一是爲了深刻學習網絡，也是爲了鍛鍊本身看英文文檔的能力。

原文連接：http://blog.pluralsight.com/networking-basics-tcp-udp-tcpip-osi-models，（若是侵權的話，你們告訴我哦）。

譯文：

傳輸控制協議/互聯網協議（TCP/IP）套件（suite翻譯成套件有點奇怪啊！）是由美國國防部（DoD）發明的，旨在確保通訊在任何狀況下都能進行，在遭受惡意攻擊時，數據完整性也能保證啊。

傳說中的開放互聯參考模型（OSI Model）是對網絡協議設計的抽象描述，目的就是爲了規範網絡。

這篇文章，我會闡述DoD和OSI模型的區別，更進一步還會介紹DoD版TCP/IP模型的細節。我還會介紹DoD各層協議，固然重點會放在TCP和UDP。經過這篇文章，你會找到關於TCP/IP套件的乾貨哦。

若是你正在準備CCENT貨CCNA（不知道是啥）的考試，或者你對網絡很感興趣，那就千萬不要錯過呀。記好安全帶，have a good ride，（懂意思，不會翻譯！）。

TCP/IP和OSI模型的比較

讓咱們從比較TCP/IP和OSI模型開始。TCP/IP模型是OSI模型的簡化版，用四層取代OSI的七層。儘管存在結構上的差別，但兩種模型有可互換的傳輸層和網絡層，它們的操做也都是基於分組交換技術。下圖就代表兩種模型的不一樣之處：

 

                                              

 

（譯者注：按照慣例呢，Application譯成應用層，Host-to-Host傳輸層，Internet網絡層，NetworkAccess鏈路層。）

• 應用層: 應用層負責表示、編碼、和對話控制。全部這些問題集中起來在TCP/IP模型中就是一層，在OSI模型中是三層。
• 傳輸層: TCP/IP中的Host-to-Host 協議功能和OSI模型中的模型差很少，包括應用數據的分割，傳輸可靠性保證，流和錯誤控制。
• 網絡層：TCP/IP中的網絡層和OSI模型中的網絡層提供相同的服務。主要目的就算是將數據包送到目的地，並且和所選路徑無關。
• 鏈路層：鏈路層處理一切和網絡媒介上的數據終端有關的物理問題。是OSI模型中DataLink和Physical概念的和。

下圖顯示了TCP/IP模型和TCP/IP協議族之間的關係：

 

                                        

傳輸層的網絡協議

兩個協議：傳輸控制協議（TCP）和用戶數據報協議（UDP）是被設計用來傳輸數據報的。咱們將着眼於它們的細節和與上層的交互。

1.傳輸控制協議（TCP）

TCP是面向鏈接的協議，在傳輸數據以前必須創建鏈接。TCP協議的數據單元叫作數據段，以段的形式接受和發送數據實體，這些段由一個固定20-byte頭後面跟着一個變量大小數據字段組成。

TCP負責將字節流分解成數據段發送，並在另外一端合併，從新發送任何可能丟失的數據並將數據段按正確的順序組織。數據段大小由鏈路層技術決定的最大傳送單元嚴格限制。（1500字節一般是以太網的最大有效載荷大小）。

下圖就是TCP數據段的格式：

 

                                 

其中：

• Source Port and Destination Port 爲源端口和目的端口，肯定特定連接的兩個端點。一個端口加上主機的IP地址就能夠肯定一個端點啦。端口用來和上層通訊，還能夠用來區分同一臺電腦上不一樣的應用程序。

• The Sequence Number and Acknowledgment Number 指定字節流中的字節。The Sequence Number用來從新排序或從新發送丟失的數據段。The Acknowledgment number 被設定爲預期的下一個段。

• Data offset or TCP header length 代表在TCP的頭信息中有多少word（一個word 4 字節哦）。

• The Window field 代表在收到確認以前能夠傳輸多少字節。

• The Checksum field 提供額外的可靠性和安全性。

• 用戶數據就跟在頭的後面。

讓咱們來看下抓包器是怎麼捕獲TCP數據包的，下圖顯示了一個TCP的請求信息。注意上面提到的字段：Source Port, Destination Port, Sequence number, Acknowledgement number, Window size and checksum.

                                    

 

用戶數據報協議 (UDP)

UDP 協議包含的頭部信息較少. 是由於有些數據類型不須要可靠的交付和額外的開銷. 例如實時交通系統，爲了確保實時傳送數據，就沒有采用糾錯和重傳機制。

UDP是一種無鏈接的協議。它的可靠性由應用層處理。它所在意的就是儘量快的傳輸數據。UDP數據段格式以下圖所示：

                                    

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

                                   

 

該用哪一種協議呢？

要傳輸的數據的性質決定了要採用的協議. 若是信息要可靠、有順序的、完整的傳輸，那就用TCP協議唄。若是數據對實時性要求很高，爲了減小開銷和處理，那就用UDP協議。

下面的表格簡單總結了TCP和UDP的特色，將它們牢記於心，選擇時就不用糾結了：