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
|
4天前
|
负载均衡 网络协议 算法
不为人知的网络编程(十九):能Ping通,TCP就一定能连接和通信吗?
这网络层就像搭积木一样,上层协议都是基于下层协议搭出来的。不管是ping(用了ICMP协议)还是tcp本质上都是基于网络层IP协议的数据包,而到了物理层,都是二进制01串,都走网卡发出去了。 如果网络环境没发生变化,目的地又一样,那按道理说他们走的网络路径应该是一样的,什么情况下会不同呢? 我们就从路由这个话题聊起吧。
22 4
不为人知的网络编程(十九):能Ping通,TCP就一定能连接和通信吗?
|
10天前
|
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。
|
25天前
|
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。
65 4
|
25天前
|
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。
53 3
|
1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。
41 4
|
1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
|
7天前
|
SQL 安全 网络安全
网络安全与信息安全:知识分享####
【10月更文挑战第21天】 随着数字化时代的快速发展,网络安全和信息安全已成为个人和企业不可忽视的关键问题。本文将探讨网络安全漏洞、加密技术以及安全意识的重要性,并提供一些实用的建议,帮助读者提高自身的网络安全防护能力。 ####
45 17
|
17天前
|
存储 SQL 安全
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
随着互联网的普及,网络安全问题日益突出。本文将介绍网络安全的重要性,分析常见的网络安全漏洞及其危害,探讨加密技术在保障网络安全中的作用,并强调提高安全意识的必要性。通过本文的学习,读者将了解网络安全的基本概念和应对策略,提升个人和组织的网络安全防护能力。
|
18天前
|
SQL 安全 网络安全
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
随着互联网的普及,网络安全问题日益突出。本文将从网络安全漏洞、加密技术和安全意识三个方面进行探讨,旨在提高读者对网络安全的认识和防范能力。通过分析常见的网络安全漏洞,介绍加密技术的基本原理和应用,以及强调安全意识的重要性,帮助读者更好地保护自己的网络信息安全。
40 10
|
20天前
|
SQL 安全 网络安全
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
在数字化时代,网络安全和信息安全已成为我们生活中不可或缺的一部分。本文将介绍网络安全漏洞、加密技术和安全意识等方面的内容,并提供一些实用的代码示例。通过阅读本文,您将了解到如何保护自己的网络安全,以及如何提高自己的信息安全意识。
46 10