UDP與TCP的區別

Jsp發表於2018-06-03
UDPTCP

TCP提供一種面向連線的、可靠的位元組流服務。其中，面向連線意味著兩個使用TCP的應用（通常是一個客戶和一個伺服器）在彼此交換資料之前必須先建立一個TCP連線。在一個TCP連線中，僅有兩方進行彼此通訊；而位元組流服務意味著兩個應用程式通過TCP連結交換8bit位元組構成的位元組流，TCP不在位元組流中插入記錄識別符號。

　　對於可靠性，TCP通過以下方式進行保證：

  • 資料包校驗：
    目的是檢測資料在傳輸過程中的任何變化，若校驗出包有錯，則丟棄報文段並且不給出響應，這時TCP傳送資料端超時後會重發資料；

  • 對失序資料包重排序：
    既然TCP報文段作為IP資料包來傳輸，而IP資料包的到達可能會失序，因此TCP報文段的到達也可能會失序。TCP將對失序資料進行重新排序，然後才交給應用層；

  • 丟棄重複資料：
    對於重複資料，能夠丟棄重複資料；

  • 應答機制：
    當TCP收到發自TCP連線另一端的資料，它將傳送一個確認。這個確認不是立即傳送，通常將推遲幾分之一秒；

  • 超時重發：
    當TCP發出一個段後，它啟動一個定時器，等待目的端確認收到這個報文段。如果不能及時收到一個確認，將重發這個報文段；

  • 流量控制：
    TCP連線的每一方都有固定大小的緩衝空間。TCP的接收端只允許另一端傳送接收端緩衝區所能接納的資料，這可以防止較快主機致使較慢主機的緩衝區溢位，這就是流量控制。TCP使用的流量控制協議是可變大小的滑動視窗協議。


一、UDP與TCP

UDP（User Datagram Protocol使用者資料包協議）是OSI（Open System Interconnection，開放式系統互聯） 參考模型中一種無連線的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠資訊傳送服務。

TCP（Transmission Control Protocol 傳輸控制協議）是一種面向連線的、可靠的、基於位元組流的傳輸層通訊協議。TCP採用了流量控制、擁塞控制、連續ARQ（Automatic Repeat Request自動重傳請求）等技術來保證它的可靠性。

Redis客戶端與Redis伺服器之間使用TCP協議進行連線，極光推送內部原理也是基於TCP的長連線。

二：UDP應用場景

1、面向資料包方式；2、網路資料大多為短訊息；3、擁有大量Client；4、對資料安全性無特殊要求；5、網路負擔非常重，但對響應速度要求高。

三：TCP連線與套接字

TCP連線是一種抽象的概念，表示一條可以通訊的鏈路。每條TCP連線有且僅有兩個端點，表示通訊的雙方。且雙方在任意時刻都可以作為傳送者和接收者。

一條TCP連線的兩端就是兩個套接字。套接字=IP地址:埠號。因此，TCP連線=（套接字1，套接字2）=（IP1:埠號1，IP2:埠號2）

四：TCP與UDP的基本區別

1、TCP面向連線（如打電話要先撥號建立連線）；UDP是無連線的
2、TCP提供可靠的服務。也就是說，通過TCP連線傳送的資料，無差錯，不丟失，不重複，且按序到達；UDP盡最大努力交付，即不保證可靠交付
3、TCP面向位元組流，TCP把資料看成一連串無結構的位元組流；UDP是面向報文的
4、UDP沒有擁塞控制，因此網路出現擁塞不會使源主機的傳送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視訊會議等），但網路擁塞時有些報文可能會丟失（所以不可靠）
5、每一條TCP連線只能是點到點的；UDP支援一對一，一對多，多對一和多對多的互動通訊
6、TCP首部開銷20位元組；UDP的首部開銷小，只有8個位元組
7、要求比較高的服務一般使用TCP協議，如FTP、Telnet、HTTP、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol簡單郵件傳輸協議）、POP3等，而UDP是面向無連線的，使用這個協議的常見服務有DNS（Domain Name System，域名系統）、SNMP(Simple Network Management Protocol，簡單網路管理協議)

TCP對應的協議：

（1） FTP：定義了檔案傳輸協議，使用21埠
（2） Telnet：一種用於遠端登陸的埠，使用23埠，使用者可以以自己的身份遠端連線到計算機上，可提供基於DOS模式下的通訊服務
（3） SMTP：郵件傳送協議，用於傳送郵件。伺服器開放的是25號埠
（4） POP3：它是和SMTP對應，POP3用於接收郵件。POP3協議所用的是110埠
（5） HTTP：是從Web伺服器傳輸超文字到本地瀏覽器的傳送協議

UDP對應的協議：

（1） DNS：用於域名（主機名）解析服務，將域名地址轉換為IP地址。DNS用的是53號埠
（2） SNMP：簡單網路管理協議，使用161號埠，是用來管理網路裝置的。由於網路裝置很多，無連線的服務就體現出其優勢

五：程式設計區別

通常我們在說到網路程式設計時預設是指TCP程式設計，即用前面提到的socket函式建立一個socket用於TCP通訊，函式引數我們通常填為SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)，這表示建立一個socket用於流式網路通訊。
SOCK_STREAM這種的特點是面向連線的，即每次收發資料之前必須通過connect建立連線，也是雙向的，即任何一方都可以收發資料，協議本身提供了一些保障機制保證它是可靠的、有序的，即每個包按照傳送的順序到達接收方。
而SOCK_DGRAM這種是User Datagram Protocol協議的網路通訊，它是無連線的，不可靠的，因為通訊雙方傳送資料後不知道對方是否已經收到資料，是否正常收到資料。任何一方建立一個socket以後就可以用sendto傳送資料，也可以用recvfrom接收資料。根本不關心對方是否存在，是否傳送了資料。它的特點是通訊速度比較快。大家都知道TCP是要經過三次握手的，而UDP沒有。

socket程式設計：

Socket用在哪呢，主要用在程式間，網路間通訊。所謂socket 通常也稱作”套接字“，用於描述IP地址和埠，是一個通訊鏈的控制程式碼。應用程式通常通過”套接字”向網路發出請求或者應答網路請求。一條TCP連線的兩端就是兩個套接字（套接字=IP地址：埠號）
Socket和ServerSocket類庫位於java.net包中。ServerSocket用於伺服器端，Socket是建立網路連線時使用的。在連線成功時，應用程式兩端都會產生一個Socket例項，操作這個例項，完成所需的會話。對於一個網路連線來說，套接字是平等的，並沒有差別，不因為在伺服器端或在客戶端而產生不同級別。不管是Socket還是ServerSocket它們的工作都是通過SocketImpl類及其子類完成的。
Accept方法用於產生”阻塞”，直到接受到一個連線，並且返回一個客戶端的Socket物件例項。”阻塞”是一個術語，它使程式執行暫時”停留”在這個地方，直到一個會話產生，然後程式繼續；通常”阻塞”是由迴圈產生的。
getInputStream方法獲得網路連線輸入，同時返回一個InputStream物件例項。
getOutputStream方法連線的另一端將得到輸入，同時返回一個OutputStream物件例項。

注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均會產生一個IOException，它必須被捕獲，因為它們返回的流物件，通常都會被另一個流物件使用。

TCP：

TCP程式設計的伺服器端一般步驟是：

1、建立一個socket，用函式socket()；
2、設定socket屬性，用函式setsockopt(); * 可選
3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();
4、開啟監聽，用函式listen()；
5、接收客戶端上來的連線，用函式accept()；
6、收發資料，用函式send()和recv()，或者read()和write();
7、關閉網路連線；
8、關閉監聽；

TCP程式設計的客戶端一般步驟是：

1、建立一個socket，用函式socket()；
2、設定socket屬性，用函式setsockopt();* 可選
3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();* 可選
4、設定要連線的伺服器的IP地址和埠等屬性；
5、連線伺服器，用函式connect()；
6、收發資料，用函式send()和recv()，或者read()和write();
7、關閉網路連線；

UDP：

UDP程式設計的伺服器端一般步驟是：

　　1、建立一個socket，用函式socket()；

　　2、設定socket屬性，用函式setsockopt();* 可選

　　3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();

　　4、迴圈接收資料，用函式recvfrom();

　　5、關閉網路連線；

UDP程式設計的客戶端一般步驟是：

　　1、建立一個socket，用函式socket()；

　　2、設定socket屬性，用函式setsockopt();* 可選

　　3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();* 可選

　　4、設定對方的IP地址和埠等屬性;

　　5、傳送資料，用函式sendto();

　　6、關閉網路連線；




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