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UDP用户数据报协议User Datagram Protocol是一种无连接的网络传输协议提供了简单的消息传送服务。UDP位于传输层允许应用程序向其他主机发送封装在IP数据报中的消息而无需先建立连接。由于UDP不保证消息的可靠传递它可能不会检测到丢包、错误、乱序等问题因此传输速度相对较快但可靠性较低。
UDP的主要特点包括
无连接UDP在传输数据之前不需要建立连接减少了开销和延迟。尽最大努力交付UDP不保证数据包的顺序、完整性或可靠性。如果需要这些保证必须由应用层来实现。简单UDP头部开销小仅8字节包括源端口号、目的端口号、长度和校验和相比TCP的20字节头部要小很多。支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信UDP支持广播和多播传输。无拥塞控制UDP发送数据时不进行拥塞控制因此网络拥塞不会影响发送方的发送速率。
UDP适用于以下场景
实时应用如视频会议、实时游戏或VoIP语音通信这些应用对时间敏感可以容忍一定程度的数据丢失但不能接受大的延迟。简单查询响应通信如DNS查询通常只涉及单个请求和响应UDP的低延迟特性非常适合。广播和多播传输UDP能够支持向多个接收者同时发送数据适用于多播应用。
由于UDP提供的是不可靠的服务上层应用可能需要在必要时实现自己的错误检测和纠正机制以确保数据的完整性和顺序。
TCP
TCP传输控制协议Transmission Control Protocol是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它的设计目标是提供一个可靠的端到端的字节流传递服务。在互联网协议族TCP/IP中TCP层位于IP层之上应用层之下负责在不可靠的互联网环境中提供可靠的数据传输服务。
TCP的主要特点包括
面向连接在数据传输之前必须在两端建立一个TCP连接数据传输完成后连接需要被正式关闭。可靠传输TCP通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据的正确传输。即使在网络条件不佳的情况下也能保证数据的完整性和顺序。流量控制TCP使用滑动窗口机制进行流量控制避免发送方数据发送过快接收方来不及处理。拥塞控制TCP有一套拥塞控制机制如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复以避免网络拥塞。全双工通信TCP连接的两端都可以同时发送和接收数据实现全双工通信。字节流服务TCP对应用层数据进行封装形成字节流进行传输而不是单独的数据包。
TCP的工作流程大致可以分为三个阶段连接建立、数据传输和连接释放。
连接建立通过三次握手过程建立连接。首先客户端发送一个SYN包服务器回应一个SYN-ACK包最后客户端发送ACK包完成连接建立。数据传输在建立的连接上数据可以双向传输。TCP保证数据的顺序、完整性。连接释放通过四次挥手过程释放连接。首先发起关闭连接的一方发送FIN包接收方回应ACK包接收方发送FIN包最后发起方回应ACK包完成连接释放。
TCP广泛应用于需要高可靠性的网络服务中如Web HTTP服务、电子邮件传输和文件传输等。
TCP和UDP是两种主要的传输层协议它们有以下主要区别 连接性 TCP面向连接UDP无连接 可靠性 TCP可靠传输保证数据完整性和顺序UDP不可靠传输可能丢包、乱序 传输速度 TCP相对较慢UDP相对较快 数据格式 TCP字节流UDP数据报 应用场景 TCP要求可靠传输的应用如网页、邮件UDP实时性要求高的应用如视频流、游戏 流量控制 TCP有流量控制机制UDP无流量控制 拥塞控制 TCP有拥塞控制UDP无拥塞控制 首部开销 TCP20字节UDP8字节 编程复杂度 TCP较复杂UDP较简单
