TCP 与 UDP的区别

时间: 2020-05-05阅读: 144标签: 区别

1.1 概念

UDP

UDP是User Datagram Protocol的简称,中文名是用户数据报协议,是OSI参考模型中的传输层协议,它是一种无连接的传输层协议,不会对报文进行任何拆分和拼接操作,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。

具体来说

在发送端,应用层将数据传递给传输层的 UDP 协议,UDP 只会给数据增加一个 UDP 头标识下是 UDP 协议,然后就传递给网络层了
在接收端,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

TCP

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,UDP(用户数据包协议)是同一层内另一个重要的传输协议

1.2 不可靠性

UDP 是无连接的,也就是说通信不需要建立和断开连接。

UDP 也是不可靠的。协议收到什么数据就传递什么数据,并且也不会备份数据,对方能不能收到是不关心的

UDP 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

1.3 高效

因为 UDP 没有 TCP 那么复杂,需要保证数据不丢失且有序到达。所以 UDP 的头部开销小,只有八字节,相比 TCP 的至少二十字节要少得多,在传输数据报文时是很高效的

头部包含了以下几个数据

两个十六位的端口号,分别为源端口(可选字段)和目标端口 整个数据报文的长度

整个数据报文的检验和(IPv4 可选 字段),该字段用于发现头部信息和数据中的错误

1.4 传输方式

UDP 不止支持一对一的传输方式,同样支持一对多,多对多,多对一的方式,也就是说 UDP 提供了单播,多播,广播的功能


TCP与UDP基本区别

  1.基于连接与无连接
  2.TCP要求系统资源较多,UDP较少
  3.UDP程序结构较简单 
  4.流模式(TCP)与数据报模式(UDP); 
  5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包 
  6.TCP保证数据顺序,UDP不保证 

UDP应用场景:

  1.面向数据报方式
  2.网络数据大多为短消息 
  3.拥有大量Client
  4.对数据安全性无特殊要求
  5.网络负担非常重,但对响应速度要求高
 

具体编程时的区别

1.socket()的参数不同 
2.UDP Server不需要调用listen和accept 
3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数 
4.TCP:地址信息在connect/accept时确定 
5.UDP:在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息 
6.UDP:shutdown函数无效
 

编程区别

通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程,即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯,函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0),这表示建立一个socket用于流式网络通讯。      SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的,即每次收发数据之前必须通过connect建立连接,也是双向的,即任何一方都可以收发数据,协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的,即每个包按照发送的顺序到达接收方。  

而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯,它是无连接的,不可靠的,因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据,是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据,也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在,是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的,而UDP没有。  

基于上述不同,UDP和TCP编程步骤也有些不同,如下:


TCP: 

TCP编程的服务器端一般步骤是:
  1、创建一个socket,用函数socket();  
  2、设置socket属性,用函数setsockopt(); * 可选 
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind(); 
  4、开启监听,用函数listen(); 
  5、接收客户端上来的连接,用函数accept();  
  6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write(); 
  7、关闭网络连接; 
  8、关闭监听; 


TCP编程的客户端一般步骤是:  

  1、创建一个socket,用函数socket(); 
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选 
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选 
  4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性; 
  5、连接服务器,用函数connect(); 
  6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write(); 
  7、关闭网络连接;


UDP:

与之对应的UDP编程步骤要简单许多,分别如下:  
  UDP编程的服务器端一般步骤是:  
  1、创建一个socket,用函数socket();
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选 
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind(); 
  4、循环接收数据,用函数recvfrom(); 
  5、关闭网络连接;  


UDP编程的客户端一般步骤是:  

  1、创建一个socket,用函数socket();  
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选  
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选 
  4、设置对方的IP地址和端口等属性; 
  5、发送数据,用函数sendto(); 
  6、关闭网络连接;

TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输,而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。


UDP补充:

   UDP不提供复杂的控制机制,利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻,立刻按照原样发送到网络上的一种机制。即使是出现网络拥堵的情况下,UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外,传输途中如果出现了丢包,UDO也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制,那么不得不交给由采用UDO的应用程序去处理。换句话说,UDP将部分控制转移到应用程序去处理,自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制,但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。


TCP补充:

  TCP充分实现了数据传输时各种控制功能,可以进行丢包的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外,TCP作为一种面向有连接的协议,只有在确认通信对端存在时才会发送数据,从而可以控制通信流量的浪费。TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。


TCP与UDP区别总结:

1、TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保   证可靠交付
3、TCP面向字节流,实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的
  UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等)
4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信
5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小,只有8个字节
6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道


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