TCP協議與UDP協議的區別
阿新 • • 發佈：2019-01-26
首先咱們弄清楚，TCP協議和UCP協議與TCP/IP協議的聯絡，很多人犯糊塗了，一直都是說TCP/IP協議與UDP協議的區別，我覺得這是沒有從本質上弄清楚網路通訊！
TCP/IP協議是一個協議簇。裡面包括很多協議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP,IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。
TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層，網路層，網路訪問層。
其中應用層包括:
超文字傳輸協議(HTTP):全球資訊網的基本協議.
檔案傳輸(TFTP簡單檔案傳輸協議):
遠端登入(Telnet),提供遠端訪問其它主機功能,它允許使用者登入
internet主機,並在這臺主機上執行命令.
網路管理(SNMP簡單網路管理協議),該協議提供了監控網路裝置的方法,以及配置管理,統計資訊收集,效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路節點轉換成IP地址.
其次網路層包括:
Internet協議(IP)
Internet控制資訊協議(ICMP)
地址解析協議(ARP)
反向地址解析協議(RARP)
最後說網路訪問層:網路訪問層又稱作主機到網路層(host-to-network).網路訪問層的功能包括IP地址與實體地址硬體的對映,以及將IP封裝成幀.基於不同硬體型別的網路介面,網路訪問層定義了和物理介質的連線.
當然我這裡說得不夠完善，TCP/IP協議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很複雜的流程，但我相信每位學習軟體開發的同學都有必要去仔細瞭解一番。
下面我著重講解一下TCP協議和UDP協議的區別。
TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向連線的協議，也就是說，在收發資料前，必須和對方建立可靠的連線。一個TCP連線必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常複雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連線請求資料包：“我想給你發資料，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A傳送同意連線和要求同步（同步就是兩臺主機一個在傳送，一個在接收，協調工作）的資料包：
詳細點說就是：（文章部分轉載http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com，主要是這個人講解得很到位，的確很容易使人理解！）
TCP三次握手過程
1 主機A通過向主機B 傳送一個含有同步序列號的標誌位的資料段給主機B ,向主機B 請求建立連線,通過這個資料段,
主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通訊;你可以用哪個序列號作為起始資料段來回應我.
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)標誌位的資料段響應主機A,也告訴主機A兩件事:
我已經收到你的請求了,你可以傳輸資料了;你要用哪佧序列號作為起始資料段來回應我
3 主機A收到這個資料段後,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的資料段:"我已收到回覆,我現在要開始傳輸實際資料了
這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸資料了.
3次握手的特點
沒有應用層的資料
SYN這個標誌位只有在TCP建產連線時才會被置1
握手完成後SYN標誌位被置0
TCP建立連線要進行3次握手,而斷開連線要進行4次
1 當主機A完成資料傳輸後,將控制位FIN置1,提出停止TCP連線的請求
2 主機B收到FIN後對其作出響應,確認這一方向上的TCP連線將關閉,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可以看出,TCP使用面向連線的通訊方式,大大提高了資料通訊的可靠性,使傳送資料端
和接收端在資料正式傳輸前就有了互動,為資料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,對資料進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴傳送端這個序列號之前的資料段
都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳資料,保證資料的完整性.
SYN同步序列號,TCP建立連線時將這個位置1
FIN傳送端完成傳送任務位,當TCP完成資料傳輸需要斷開時,提出斷開連線的一方將這位置1
TCP的包頭結構：源埠 16位
目標埠 16位
序列號 32位
迴應序號 32位
TCP頭長度 4位
reserved 6位
控制程式碼 6位
視窗大小 16位
偏移量 16位
校驗和 16位
選項 32位(可選)
這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20位元組。
UDP（User Data Protocol，使用者資料報協議）
（1） UDP是一個非連線的協議，傳輸資料之前源端和終端不建立連線，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程式的資料，並儘可能快地把它扔到網路上。在傳送端，UDP傳送資料的速度僅僅是受應用程式生成資料的速度、計算機的能力和傳輸頻寬的限制；在接收端，UDP把每個訊息段放在佇列中，應用程式每次從佇列中讀一個訊息段。
（2） 由於傳輸資料不建立連線，因此也就不需要維護連線狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的訊息。
（3） UDP資訊包的標題很短，只有8個位元組，相對於TCP的20個位元組資訊包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制演算法的調節，只受應用軟體生成資料的速率、傳輸頻寬、源端和終端主機效能的限制。
（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連結狀態表（這裡面有許多引數）。
（6）UDP是面向報文的。傳送方的UDP對應用程式交下來的報文，在新增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，因此，應用程式需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“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資料包，然後對方主機確認收到資料包，如果資料包是否到達的訊息及時反饋回來，那麼網路就是通的。
UDP的包頭結構：源埠 16位
目的埠 16位
長度 16位
校驗和 16位
小結TCP與UDP的區別：
1.基於連線與無連線；
2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3.UDP程式結構較簡單；
4.流模式與資料報模式 ；
5.TCP保證資料正確性，UDP可能丟包，TCP保證資料順序，UDP不保證。
TCP/IP協議是一個協議簇。裡面包括很多協議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP,IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。
TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層，網路層，網路訪問層。
其中應用層包括:
超文字傳輸協議(HTTP):全球資訊網的基本協議.
檔案傳輸(TFTP簡單檔案傳輸協議):
遠端登入(Telnet),提供遠端訪問其它主機功能,它允許使用者登入
internet主機,並在這臺主機上執行命令.
網路管理(SNMP簡單網路管理協議),該協議提供了監控網路裝置的方法,以及配置管理,統計資訊收集,效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路節點轉換成IP地址.
其次網路層包括:
Internet協議(IP)
Internet控制資訊協議(ICMP)
地址解析協議(ARP)
反向地址解析協議(RARP)
最後說網路訪問層:網路訪問層又稱作主機到網路層(host-to-network).網路訪問層的功能包括IP地址與實體地址硬體的對映,以及將IP封裝成幀.基於不同硬體型別的網路介面,網路訪問層定義了和物理介質的連線.
當然我這裡說得不夠完善，TCP/IP協議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很複雜的流程，但我相信每位學習軟體開發的同學都有必要去仔細瞭解一番。
下面我著重講解一下TCP協議和UDP協議的區別。
TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向連線的協議，也就是說，在收發資料前，必須和對方建立可靠的連線。一個TCP連線必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常複雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連線請求資料包：“我想給你發資料，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A傳送同意連線和要求同步（同步就是兩臺主機一個在傳送，一個在接收，協調工作）的資料包：
詳細點說就是：（文章部分轉載http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com，主要是這個人講解得很到位，的確很容易使人理解！）
TCP三次握手過程
1 主機A通過向主機B 傳送一個含有同步序列號的標誌位的資料段給主機B ,向主機B 請求建立連線,通過這個資料段,
主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通訊;你可以用哪個序列號作為起始資料段來回應我.
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)標誌位的資料段響應主機A,也告訴主機A兩件事:
我已經收到你的請求了,你可以傳輸資料了;你要用哪佧序列號作為起始資料段來回應我
3 主機A收到這個資料段後,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的資料段:"我已收到回覆,我現在要開始傳輸實際資料了
這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸資料了.
3次握手的特點
沒有應用層的資料
SYN這個標誌位只有在TCP建產連線時才會被置1
握手完成後SYN標誌位被置0
TCP建立連線要進行3次握手,而斷開連線要進行4次
1 當主機A完成資料傳輸後,將控制位FIN置1,提出停止TCP連線的請求
2 主機B收到FIN後對其作出響應,確認這一方向上的TCP連線將關閉,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可以看出,TCP使用面向連線的通訊方式,大大提高了資料通訊的可靠性,使傳送資料端
和接收端在資料正式傳輸前就有了互動,為資料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,對資料進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴傳送端這個序列號之前的資料段
都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳資料,保證資料的完整性.
SYN同步序列號,TCP建立連線時將這個位置1
FIN傳送端完成傳送任務位,當TCP完成資料傳輸需要斷開時,提出斷開連線的一方將這位置1
TCP的包頭結構：源埠 16位
目標埠 16位
序列號 32位
迴應序號 32位
TCP頭長度 4位
reserved 6位
控制程式碼 6位
視窗大小 16位
偏移量 16位
校驗和 16位
選項 32位(可選)
這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20位元組。
UDP（User Data Protocol，使用者資料報協議）
（1） UDP是一個非連線的協議，傳輸資料之前源端和終端不建立連線，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程式的資料，並儘可能快地把它扔到網路上。在傳送端，UDP傳送資料的速度僅僅是受應用程式生成資料的速度、計算機的能力和傳輸頻寬的限制；在接收端，UDP把每個訊息段放在佇列中，應用程式每次從佇列中讀一個訊息段。
（2） 由於傳輸資料不建立連線，因此也就不需要維護連線狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的訊息。
（3） UDP資訊包的標題很短，只有8個位元組，相對於TCP的20個位元組資訊包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制演算法的調節，只受應用軟體生成資料的速率、傳輸頻寬、源端和終端主機效能的限制。
（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連結狀態表（這裡面有許多引數）。
（6）UDP是面向報文的。傳送方的UDP對應用程式交下來的報文，在新增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，因此，應用程式需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“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資料包，然後對方主機確認收到資料包，如果資料包是否到達的訊息及時反饋回來，那麼網路就是通的。
UDP的包頭結構：源埠 16位
目的埠 16位
長度 16位
校驗和 16位
小結TCP與UDP的區別：
1.基於連線與無連線；
2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3.UDP程式結構較簡單；
4.流模式與資料報模式 ；
5.TCP保證資料正確性，UDP可能丟包，TCP保證資料順序，UDP不保證。