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【服务器知识】TCP协议与UDP协议各自的优点及区别

  TCP是美国国防部设计的两种传输协议之一,另一种是UDP。UDP是一种不可靠的网络服务,负载比较小,而TCP则是一种可靠的通信服务,负载相对而言比较大。TCP采用套接字(socket)或者端口(port)来建立通信。TCP给端口到端口通信提供了错误和流量控制机制,同时TCP还负责建立连接、处理终止和中断的端对端通信控制。 通常情况下我们认为TCP相比UDP具有更大的通信负载,UDP不具备TCP的控制特性,TCP用了大约20个字节来发送一个65Kbps的数据块,这个报头占整个数据块的比重也不过3%。总得来看,这个负载是合理的,何况还令通信具有了可靠性。为了更好的了解这两个协议,我们从它们各自的优点及区别来进行全面的了解。

一、首先,让我们来了解两个协议.

TCP—传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,简单的描述下这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。

【服务器知识】TCP协议与UDP协议各自的优点及区别

二、TCP三次握手过程

1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段,

主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我.

2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:

我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我

3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:”我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了

这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了.

【服务器知识】TCP协议与UDP协议各自的优点及区别

三、TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次
UDP—用户数据报协议,是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快TCP协议与UDP协议的区别

(1) UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。

(2) 由于传输数据不建立连接,因此也就不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

(3) UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。

(4) 吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

(5)UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。

【服务器知识】TCP协议与UDP协议各自的优点及区别

四、TCP与UDP各自的优点

TCP的优点: 可靠,稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。 TCP的缺点: 慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击 TCP在传递数据之前,要先建连接,这会消耗时间,而且在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接,事实上,每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且,因为TCP有确认机制、三次握手机制,这些也导致TCP容易被人利用,实现DOS、DDOS、CC等攻击。
UDP的优点: 快,比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制,UDP是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制,UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的,比如:UDP Flood攻击…… UDP的缺点: 不可靠,不稳定 因为UDP没有TCP那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。 基于上面的优缺点,那么: 什么时候应该使用TCP: 当对网络通讯质量有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些要求可靠的应用,比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议,POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中,常见使用TCP协议的应用如下: 浏览器,用的HTTP FlashFXP,用的FTP Outlook,用的POP、SMTP Putty,用的Telnet、SSH QQ文件传输 ………… 什么时候应该使用UDP: 当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用UDP。 比如,日常生活中,常见使用UDP协议的应用如下: QQ语音 QQ视频 TFTP ……

五 、下面是我对两个协议基本区别的理解
1.TCP是两个基于连接才能发送数据与UDP不用连接就能发送数据;

2.TCO对系统资源的要求较多,UDP少较少;

3.UDP程序结构较简单;

4.流模式与数据报模式 ;

5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证;

6.UDP协议可以一对一通信,同时可以一对多通信

7.在一些应用场景下对可靠传输的要求不高的情况下,UDP协议具有更好的实时性,工作效率要比TCP高。同时,UDP的段结构要比TCP的段结构简单,能降低网络开销。

 【服务器知识】TCP协议与UDP协议各自的优点及区别

六、总结:

TCP:是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
UDP:是一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
你可以这么理解:TCP必须保持连接才能通讯,UDP不必要建立连接随时就可以通讯;
举个例子:像我们找电话,必须两边都在,才能打电话,这个就是TCP。 像发短信,不必要对方在线,可以任意时候发短信,但是发送的短信可能会有延迟到达对方,这个就是UDP!两者的区别主要就这些,更多请关注数据吧。