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TCP和UDP的区别和优缺点
2024-11-19 03:06  浏览:64

1、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 Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。 3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。 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对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

TCP和UDP的区别和优缺点

2、为什么UDP有时比TCP更有优势? UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。 （1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。 （2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。 采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

3、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()；     SOCKET SocketListen =socket(AF_INET,SOCK_STREAM,  IPPROTO_TCP); 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();  SOCKET_ERROR = bind(SocketListen,(const sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) 4、开启监听，用函数listen()；                 SOCKET_ERROR  == listen(SocketListen,2) 5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；    SOCKET SocketWaiter  = accept(SocketListen,                                                   _Out_    struct  sockaddr *addr  _Inout_  int  *addrlen); 6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write(); 7、关闭网络连接； closesocket(SocketListen);closesocket(SocketWaiter); 8、关闭监听； 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，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。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； int send(   _In_  SOCKET s,         //向哪个socket发送，accept返回的socket。   _In_  const char *buf,   _In_  int len,   _In_  int flags );                               由于

send(SocketClient,(const char *)&fh,sizeof(fh),0);

recv(SocketClient,szbuf,sizeof(szbuf),0);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；

int recvfrom(   _In_         SOCKET s,       //绑定的socket   _Out_        char *buf,   _In_         int len,   _In_         int flags,   _Out_        struct sockaddr *from,  //用来接收对方的   _Inout_opt_  int *fromlen ); int nres=recvfrom(pThis->m_socketListen,szBuf,sizeof(szBuf),0,(sockaddr*)&addrClient,&nSize);//0处标志位sendto(m_socketListen,szBuffer,nSize,0,(const sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr_in))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。

4、将socket设置为广播属性bool optval=true;setsockopt(m_socketListen,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char *)&optval,sizeof(bool)); 5、将Socket设置为非阻塞。//bool benable=true;//ioctlsocket(m_socketListen,FIONBIO,(u_long*)&benable); 6、Tcp头，20字节

7、UDP首部,8个字节  TCP和UDP的区别和优缺点

 

 

概念理解 首先咱们弄清楚，TCP协议和UCP协议与TCP/IP协议的联系，很多人犯糊涂了，一直都是说TCP/IP协议与UDP协议的区别，我觉得这是没有从本质上弄清楚网络通信！ TCP/IP协议是一个协议簇。里面包括很多协议的。UDP只是其中的一个。之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP,IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。 TCP/IP协议集包括应用层,传输层，网络层，网络访问层。 其中应用层包括: 超文本传输协议(HTTP):万维网的基本协议. 文件传输(TFTP简单文件传输协议): 远程登录(Telnet),提供远程访问其它主机功能,它允许用户登录 internet主机,并在这台主机上执行命令. 网络管理(SNMP简单网络管理协议),该协议提供了监控网络设备的方法,以及配置管理,统计信息收集,性能管理及安全管理等. 域名系统(DNS),该系统用于在internet中将域名及其公共广播的网络节点转换成IP地址. 其次网络层包括: Internet协议(IP) Internet控制信息协议(ICMP) 地址解析协议(ARP) 反向地址解析协议(RARP) 最后说网络访问层:网络访问层又称作主机到网络层(host-to-network).网络访问层的功能包括IP地址与物理地址硬件的映射,以及将IP封装成帧.基于不同硬件类型的网络接口,网络访问层定义了和物理介质的连接. 当然我这里说得不够完善，TCP/IP协议本来就是一门学问，每一个分支都是一个很复杂的流程，但我相信每位学习软件开发的同学都有必要去仔细了解一番。 下面我着重讲解一下TCP协议和UDP协议的区别。

常用的熟知端口号

 

应用程序 FTP TFTP TELNET SMTP DNS HTTP SSH MYSQL

 

熟知端口 21,20 69 23 25 53 80 22 3306

传输层协议 TCP UDP TCP TCP UDP TCP

 

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议） TCP的概述 TCP把连接作为最基本的对象，每一条TCP连接都有两个端点，这种断点我们叫作套接字（socket），它的定义为端口号拼接到IP地址即构成了套接字，例如，若IP地址为192.3.4.16 而端口号为80，那么得到的套接字为192.3.4.16:80。 TCP报文首部

源端口和目的端口，各占2个字节，分别写入源端口和目的端口； 序号，占4个字节，TCP连接中传送的字节流中的每个字节都按顺序编号。例如，一段报文的序号字段值是 301 ，而携带的数据共有100字段，显然下一个报文段（如果还有的话）的数据序号应该从401开始； 确认号，占4个字节，是期望收到对方下一个报文的第一个数据字节的序号。例如，B收到了A发送过来的报文，其序列号字段是501，而数据长度是200字节，这表明B正确的收到了A发送的到序号700为止的数据。因此，B期望收到A的下一个数据序号是701，于是B在发送给A的确认报文段中把确认号置为701； 数据偏移，占4位，它指出TCP报文的数据距离TCP报文段的起始处有多远； 保留，占6位，保留今后使用，但目前应都位0； 紧急URG，当URG=1，表明紧急指针字段有效。告诉系统此报文段中有紧急数据； 确认ACK，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。TCP规定，在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置1； 推送PSH，当两个应用进程进行交互式通信时，有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能收到对方的响应，这时候就将PSH=1； 复位RST，当RST=1，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立连接； 同步SYN，在连接建立时用来同步序号。当SYN=1，ACK=0，表明是连接请求报文，若同意连接，则响应报文中应该使SYN=1，ACK=1； 终止FIN，用来释放连接。当FIN=1，表明此报文的发送方的数据已经发送完毕，并且要求释放； 窗口，占2字节，指的是通知接收方，发送本报文你需要有多大的空间来接受； 13 .检验和，占2字节，校验首部和数据这两部分； 紧急指针，占2字节，指出本报文段中的紧急数据的字节数； 选项，长度可变，定义一些其他的可选的参数。

是面向连接的协议，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。 TCP连接的建立（三次握手）

最开始的时候客户端和服务器都是处于CLOSED状态。主动打开连接的为客户端，被动打开连接的是服务器。 1

TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时服务器就进入了LISTEN（监听）状态； TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向服务器发出连接请求报文，这是报文首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始序列号 seq=x ，此时， TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。 TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y，此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。 TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，ack=y+1，自己的序列号seq=x+1，此时，TCP连接建立，客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。 当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态，此后双方就可以开始通信了。

为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢？ 一句话，主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。 如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。 如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。 TCP连接的释放（四次挥手）

数据传输完毕后，双方都可释放连接。最开始的时候，客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态，然后客户端主动关闭，服务器被动关闭。 1

客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。 服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么客户端最后还要等待2MSL？ MSL（Maximum Segment Lifetime），TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。

第一，保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器，因为这个ACK报文可能丢失，站在服务器的角度看来，      我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，      于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。

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