网络通信TCP、UDP详解

简介: 网络通信TCP、UDP详解

IP 和端口

所有的数据传输,都有三个要素 :源、目的、长度。

怎么表示源或者目的呢?

所以,在网络传输中需要使用“IP 和端口”来表示源或目的。

网络传输中的 2 个对象:server 和 client

我们经常访问网站,这涉及 2 个对象:网站服务器,浏览器。网站服务器平 时安静地呆着,浏览器主动发起数据请求。网站服务器、浏览器可以抽象成 2 个 软件的概念:server 程序、client 程序。


1e3744558baff1b90221d46b3fc703e2_bca9a7e1e17944dd911ed1e97a344c15.png


两种传输方式:TCP/UDP

在一般的网络书籍中,网络协议被分为 5 层,如图所示:

应用层:它是体系结构中的最高层,直接为用户的应用进程(例如电子邮件、 文件传输和终端仿真)提供服务。在因特网中的应用层协议很多,如支持万维网 应用的 HTTP 协议,支持电子邮件的 SMTP 协议,支持文件传送的 FTP 协议,DNS, POP3,SNMP,Telnet 等等。


运输层:负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。


运输层主要使用以下两种协议:

  • 传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol):面向连接的,数据传输 的单位是报文段,能够提供可靠的交付。
  • 用户数据包协议 UDP(User Datagram Protocol):无连接的,数据传输的单 位是用户数据报,不保证提供可靠的交付,只能提供“尽最大努力交付”。

网络层:负责将被称为数据包(datagram)的网络层分组从一台主机移动到 另一台主机。


链路层:因特网的网络层通过源和目的地之间的一系列路由器路由数据报。


物理层:在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。


这些层对于初学者来说很难理解,我们只需要知道:我们需要使用“运输层” 编写应用程序,我们的应用程序位于“应用层”。


使用“运输层”时,可以选择 TCP 协议,也可以选择 UDP 协议。

TCP 和 UDP 原理上的区别

TCP 向它的应用程序提供了面向连接的服务。这种服务有 2 个特点:可靠传 输、流量控制(即发送方/接收方速率匹配)。它包括了应用层报文划分为短报文, 并提供拥塞控制机制。


UDP 协议向它的应用程序提供无连接服务。它没有可靠性,没有流量控制, 也没有拥塞控制。

为何存在 UDP 协议

既然 TCP 提供了可靠数据传输服务,而 UDP 不能提供,那么 TCP 是否总是首选呢?


答案是否定的,因为有许多应用更适合用 UDP,举个例子:视频通话时,使 用 UDP,偶尔的丢包、偶尔的花屏时可以忍受的;如果使用 TCP,每个数据包都要确保可靠传输,当它出错时就重传,这会导致后续的数据包被阻滞,视频效果反而不好。


使用 UDP 时,有如下特点:


  • 关于何时发送什么数据控制的更为精细

采用 UDP 时只要应用进程将数据传递给 UDP,UDP 就会立即将其传递给网络 层。而 TCP 有重传机制,而不管可靠交付需要多长时间。但是实时应用通常不希 望过分的延迟报文段的传送,且能容忍一部分数据丢失。


  • 无需建立连接,不会引入建立连接时的延迟。
  • 无连接状态,能支持更多的活跃客户。
  • 分组首部开销较小

TCP/UDP 网络通信大概交互图

下面我们分别画出运用 TCP 协议和运用 UDP 协议的客户端和服务器大概交互图


TCP:

07924808cc1c24107ca7e4b3b9c2e333_d187dd9db222476b995ec94a400806df.png

UDP:

相关文章
|
21天前
|
网络协议 算法 网络性能优化
|
9天前
|
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。
20 4
|
15天前
|
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
|
1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。
43 1
TCP和UDP区别?
|
15天前
|
网络协议 算法 网络性能优化
计算机网络常见面试题(一):TCP/IP五层模型、TCP三次握手、四次挥手,TCP传输可靠性保障、ARQ协议
计算机网络常见面试题(一):TCP/IP五层模型、应用层常见的协议、TCP与UDP的区别,TCP三次握手、四次挥手,TCP传输可靠性保障、ARQ协议、ARP协议
|
23天前
|
Web App开发 缓存 网络协议
不为人知的网络编程(十八):UDP比TCP高效?还真不一定!
熟悉网络编程的(尤其搞实时音视频聊天技术的)同学们都有个约定俗成的主观论调,一提起UDP和TCP,马上想到的是UDP没有TCP可靠,但UDP肯定比TCP高效。说到UDP比TCP高效,理由是什么呢?事实真是这样吗?跟着本文咱们一探究竟!
49 10
|
2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。
88 1
UDP 协议和 TCP 协议
|
3月前
|
消息中间件 网络协议 算法
UDP 和 TCP 哪个更好?
【8月更文挑战第23天】
192 0
|
1月前
|
网络协议 网络性能优化 C#
C# 一分钟浅谈:UDP 与 TCP 协议区别
【10月更文挑战第8天】在网络编程中,传输层协议的选择对应用程序的性能和可靠性至关重要。本文介绍了 TCP 和 UDP 两种常用协议的基础概念、区别及应用场景,并通过 C# 代码示例详细说明了如何处理常见的问题和易错点。TCP 适用于需要可靠传输和顺序保证的场景,而 UDP 适用于对延迟敏感且可以容忍一定数据丢失的实时应用。
28 1
|
1月前
|
网络协议 Linux 网络性能优化
Linux C/C++之TCP / UDP通信
这篇文章详细介绍了Linux下C/C++语言实现TCP和UDP通信的方法,包括网络基础、通信模型、编程示例以及TCP和UDP的优缺点比较。
36 0
Linux C/C++之TCP / UDP通信