李柏毓

在了解TCP/UDP協(xié)議之前，我們先了解一下TCP/IP協(xié)議。

TCP/IP是指能夠在多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP和IP兩個(gè)協(xié)議，而是指一個(gè)由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議簇，只因?yàn)樵赥CP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性，所以被稱為TCP/IP協(xié)議。TCP/IP協(xié)議包含了一系列構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是Internet的核心協(xié)議，包含了應(yīng)用協(xié)議、傳輸協(xié)議、網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議和路由控制協(xié)議。

下邊我們看一下TCP、UDP通訊規(guī)則上有哪些區(qū)別

TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是傳輸層的兩種主要協(xié)議，它們在數(shù)據(jù)傳輸方式和應(yīng)用場景上有顯著的區(qū)別。

TCP協(xié)議，最顯著的特點(diǎn)就是每次傳輸信息之前都要進(jìn)行握手。三次握手是TCP建立連接的重要過程，有了三次握手才能確保了客戶端和服務(wù)器之間能夠穩(wěn)定可靠地建立連接以及進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

下邊我們詳細(xì)的介紹一下三次握手的過程：

一次握手：客戶端會(huì)主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)SYN包，SYN包內(nèi)包含自己的初始序列號(hào)X。SYN包即表示客戶端希望與服務(wù)器建立連接。此時(shí)，客戶端就會(huì)進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)，等待服務(wù)器回復(fù)確認(rèn)信息。

二次握手：在服務(wù)器收到客戶端的SYN包后，會(huì)向客戶端回復(fù)一個(gè)SYN+ACK包作為響應(yīng)數(shù)據(jù)。這個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包包含了服務(wù)器的初始序列號(hào)Y，以及服務(wù)器對客戶端SYN包的確認(rèn)（此時(shí)確認(rèn)號(hào)已更新為X+1）。響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后服務(wù)器即進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)，此時(shí)表示服務(wù)器已經(jīng)收到客戶端的同步請求，并準(zhǔn)備發(fā)送自己的同步請求。

三次握手：客戶端在收到服務(wù)器的SYN+ACK包后，會(huì)向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)ACK確認(rèn)包。這個(gè)包中的內(nèi)容包含了服務(wù)器確認(rèn)號(hào)Y+1，表示客戶端已經(jīng)收到了服務(wù)器的同步請求并且確認(rèn)。此時(shí)客戶端和服務(wù)器都進(jìn)入了已建立連接狀態(tài)，此時(shí)TCP連接建立成功，雙方可以開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在使用TCP協(xié)議時(shí)，每一次數(shù)據(jù)交互都需要先進(jìn)行握手，握手成功后就會(huì)收到對方發(fā)送的信息。

下邊一起看看TCP協(xié)議常見的應(yīng)用場景

1.HTTP（超文本傳輸協(xié)議）和HTTPS（安全超文本傳輸協(xié)議）都基于TCP協(xié)議。用戶在訪問網(wǎng)頁時(shí)，瀏覽器與服務(wù)器建立連接使用的就是TCP協(xié)議，并且會(huì)在建立連接后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，三次握手機(jī)制保證了網(wǎng)頁訪問的準(zhǔn)確性。

2.SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議）、IMAP（互聯(lián)網(wǎng)郵件訪問協(xié)議）以及POP3（郵局協(xié)議）等電子郵件協(xié)議也都基于TCP協(xié)議。TCP協(xié)議確保電子郵件的穩(wěn)定傳輸，避免在傳輸過程中導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或損壞。

3.FTP（文件傳輸協(xié)議）和SFTP（安全文件傳輸協(xié)議）也都是基于TCP的文件傳輸協(xié)議，保證客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行穩(wěn)定的文件傳輸，保證文件的完整性。

在了解完TCP協(xié)議之后，我們自來看看UDP協(xié)議

剛剛講的TCP協(xié)議通訊前需要進(jìn)行三次握手，而UDP協(xié)議就不需要這麻煩了，只需要知道通信對方的IP和端口就可以直接發(fā)送信息了，通信對方不需要進(jìn)行確認(rèn)。因此UDP協(xié)議是一種無連接的傳輸協(xié)議，具有簡單、高效的特點(diǎn)，適用于需要快速傳輸?shù)珜?shù)據(jù)完整性要求不高的場景。

UDP是一種基于IP的簡單協(xié)議，提供無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，主要用于單次少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，如DNS、SNMP等。UDP的頭部開銷小，包括源端口號(hào)、目標(biāo)端口號(hào)、長度和校驗(yàn)和共計(jì)8個(gè)字節(jié)。

總結(jié)起來說，TCP協(xié)議主要特點(diǎn)包括：

1.面向連接：TCP在傳輸數(shù)據(jù)之前必須先建立連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后要釋放連接

2.可靠性：通過校驗(yàn)和、序列號(hào)、確認(rèn)應(yīng)答、重傳控制等機(jī)制實(shí)現(xiàn)可靠傳輸

3.流量控制：使用滑動(dòng)窗口協(xié)議來避免發(fā)送方發(fā)送速率過快導(dǎo)致接收方來不及處理

4.擁塞控制：通過慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)等算法來防止網(wǎng)絡(luò)擁塞

5.全雙工通信：允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸

6.面向字節(jié)流：將應(yīng)用層發(fā)下來的報(bào)文看成字節(jié)流，不區(qū)分應(yīng)用層發(fā)下來的數(shù)據(jù)包

UDP協(xié)議主要特點(diǎn)包括：

1.無連接：發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接，發(fā)送方可以隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)

2.不可靠：不保證數(shù)據(jù)包的順序、錯(cuò)誤或丟失

3.頭部開銷?。褐话匾淖侄危缭炊丝?、目的端口、長度和校驗(yàn)和

4.支持多種通信模式：支持一對多、多對一和多對多通信

5.傳輸效率高：由于沒有建立連接、確認(rèn)數(shù)據(jù)、處理重傳等步驟，因此傳輸效率相對較高

TCP和UDP的主要區(qū)別

1.連接性：TCP是面向連接的協(xié)議，需要建立和關(guān)閉連接；UDP是無連接的協(xié)議

2.可靠性：TCP提供可靠的傳輸服務(wù)，UDP則不保證數(shù)據(jù)的可靠性

3.頭部開銷：TCP的頭部開銷較大，UDP的頭部開銷較小

4.傳輸效率：TCP的傳輸效率相對較低，但可靠性高；UDP的傳輸效率高，但可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)

5.應(yīng)用場景：TCP適用于需要可靠傳輸?shù)膱鼍?，如文件傳輸、電子郵件等；UDP適用于對實(shí)時(shí)性要求高但對數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場景，如視頻流、音頻流等

總的來說，TCP適用于需要高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸，而UDP則適用于需要高傳輸效率和實(shí)時(shí)性的應(yīng)用

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