TCP和UDP协议详解

简介: TCP和UDP协议详解

引言

假设,进程A要和进程B要通信,首先要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。那么网络中不同机器的不同进程之间如何通信?

其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用一个三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络中的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

一、本地进程间通信方式

本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,总结如下:

  • 消息传递(管道、FIFO、消息队列)
  • 同步(互斥量、条件变量、读写锁、信号量等)
  • 共享内存
  • 远程过程调用(Remote Procedure Call,rpc)

二、网络七层模型

二、简单介绍TCP和UDP

2.1. TCP协议

TCP协议是一种面向连接的可靠的基于字节流的传输层通信协议。在OSI模型中,处于传输层。

TCP首部格式

  1. 面向连接
    面向连接,是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法是“三次握手”,这样能建立可靠的连接。建立连接,是为数据的可靠传输打下了基础。
  2. 点对点通信
    每条TCP传输连接只能有两个端点,只能进行点对点的数据传输,不支持多播和广播传输方式。
  3. 面向字节流
    TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输,而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。需要考虑粘包问题。
  4. 可靠传输
    对于可靠传输,判断丢包,误码靠的是TCP的段编号以及确认号。TCP为了保证报文传输的可靠,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。
  5. 提供拥塞控制
    当网络出现拥塞的时候,TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量,缓解拥塞
2.2. UDP协议

UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,处于传输层。

  1. 无需建立连接
    发送端发送数据前不需要像TCP那样建立连接。具体来说就是,如果使用UDP协议进行通信,应用层会将数据传到传输层,传输层给数据加上UDP的头部标识后,直接传递到网络层,再经链路层、物理层通过网络传给接受方。
    接受端网络层将数据传递给传输层,UDP 只去除 IP 报文头就传递给应用层,不会任何拼接操作
  2. 有单播,多播,广播的功能
  3. 面向报文
    发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。因此,应用程序必须选择合适大小的报文,这个大小后面我们再细说。
  4. 不可靠性
    首先不可靠性体现在无连接上,通信都不需要建立连接,想发就发,这样的情况肯定不可靠。 并且收到什么数据就传递什么数据,并且也不会备份数据,发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。再者网络环境时好时坏,但是 UDP 因为没有拥塞控制,一直会以恒定的速度发送数据。即使网络条件不好,也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包,但是优点也很明显,在某些实时性要求高的场景(比如电话会议)就需要使用 UDP 而不是 TCP。
  5. 头部开销小,传输数据报文时是很高效的

三、TCP和UDP对比

文章参考于<零声教育>的C/C++linux服务期高级架构

相关文章
|
21天前
|
XML JSON 算法
【JavaEE】——自定义协议方案、UDP协议
自定义协议,序列化,xml方案,json方案,protobuffer方案,UDP协议,校验和,比特翻转,CRC算法,md5算法
|
23天前
|
监控 网络协议 网络性能优化
不再困惑!一文搞懂TCP与UDP的所有区别
本文介绍网络基础中TCP与UDP的区别及其应用场景。TCP是面向连接、可靠传输的协议,适用于HTTP、FTP等需要保证数据完整性的场景;UDP是无连接、不可靠但速度快的协议,适合DNS、RIP等对实时性要求高的应用。文章通过对比两者在连接方式、可靠性、速度、流量控制和数据包大小等方面的差异,帮助读者理解其各自特点与适用场景。
|
1月前
|
存储 网络协议 安全
用于 syslog 收集的协议:TCP、UDP、RELP
系统日志是从Linux/Unix设备及网络设备生成的日志,可通过syslog服务器集中管理。日志传输支持UDP、TCP和RELP协议。UDP无连接且不可靠,不推荐使用;TCP可靠,常用于rsyslog和syslog-ng;RELP提供可靠传输和反向确认。集中管理日志有助于故障排除和安全审计,EventLog Analyzer等工具可自动收集、解析和分析日志。
129 2
|
2月前
|
网络协议 网络性能优化 数据处理
深入解析:TCP与UDP的核心技术差异
在网络通信的世界里,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)是两种核心的传输层协议,它们在确保数据传输的可靠性、效率和实时性方面扮演着不同的角色。本文将深入探讨这两种协议的技术差异,并探讨它们在不同应用场景下的适用性。
90 4
|
2月前
|
监控 网络协议 网络性能优化
网络通信的核心选择:TCP与UDP协议深度解析
在网络通信领域,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)是两种基础且截然不同的传输层协议。它们各自的特点和适用场景对于网络工程师和开发者来说至关重要。本文将深入探讨TCP和UDP的核心区别,并分析它们在实际应用中的选择依据。
74 3
|
2月前
|
网络协议 SEO
TCP连接管理与UDP协议IP协议与ethernet协议
TCP、UDP、IP和Ethernet协议是网络通信的基石,各自负责不同的功能和层次。TCP通过三次握手和四次挥手实现可靠的连接管理,适用于需要数据完整性的场景;UDP提供不可靠的传输服务,适用于低延迟要求的实时通信;IP协议负责数据包的寻址和路由,是网络层的重要协议;Ethernet协议定义了局域网的数据帧传输方式,广泛应用于局域网设备之间的通信。理解这些协议的工作原理和应用场景,有助于设计和维护高效可靠的网络系统。
57 4
|
4月前
|
存储 网络协议 算法
UDP 协议和 TCP 协议
本文介绍了UDP和TCP协议的基本结构与特性。UDP协议具有简单的报文结构,包括报头和载荷,报头由源端口、目的端口、报文长度和校验和组成。UDP使用CRC校验和来检测传输错误。相比之下,TCP协议提供更可靠的传输服务,其结构复杂,包含序列号、确认序号和标志位等字段。TCP通过确认应答和超时重传来保证数据传输的可靠性,并采用三次握手建立连接,四次挥手断开连接,确保通信的稳定性和完整性。
133 1
UDP 协议和 TCP 协议
|
2月前
|
网络协议 算法 网络性能优化
|
2月前
|
缓存 负载均衡 网络协议
面试:TCP、UDP如何解决丢包问题
TCP、UDP如何解决丢包问题。TCP:基于数据块传输/数据分片、对失序数据包重新排序以及去重、流量控制(滑动窗口)、拥塞控制、自主重传ARQ;UDP:程序执行后马上开始监听、控制报文大小、每个分割块的长度小于MTU
|
3月前
|
网络协议 前端开发 物联网
TCP和UDP区别?
本文首发于微信公众号“前端徐徐”,详细介绍了TCP和UDP两种传输层协议的核心概念、连接性和握手过程、数据传输和可靠性、延迟和效率、应用场景及头部开销。TCP面向连接、可靠、有序,适用于网页浏览、文件传输等;UDP无连接、低延迟、高效,适用于实时音视频传输、在线游戏等。
85 1
TCP和UDP区别?