传输层协议(TCP, UDP)
传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。为了简化问题说明,本课程以Telnet为例描述相关技术。设备支持通过Telnet协议和Stelnet协议登录。使用Telnet,Stelnet v1协议存在安全风险,建议你使用STelnet v2登录设备。为了简化问题说明,本课程以FTP为例来描述相关技术。设备支持通过FTP协议,TFTP以及SFTP传输文件。使用FTP,TFTP,SFTP v1协议存在风险,建议使用SFTP v2方式进行文件操作。TCP是一种面向连接的传输层协议,提供可靠的传输服务。TCP是一种面向连接的端到端协议。TCP作为传输控制协议,可以为主机提供可靠的数据传输。TCP需要依赖网络协议为主机提供可用的传输路径。TCP允许一个主机同事运行多个应用进程。每台主机可以拥有多个应用端口,没对端口号,源和目标IP地址的组合唯一地标识了一个会话。端口分为知名端口和动态端口。有些网络服务会使用固定的端口,这类端口称为知名端口,端口号范围为 0~1023 。比如:FTP,HTTP,Telnet,SNMP服务均使用知名端口。动态端口范围 1024~65535 ,这些端口号一般不会固定分配给某个服务,也就是说许多服务都可以使用这些端口。只要运行的程序向系统提出访问网络的申请,那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。TCP通常使用IP作为网络层协议,这是TCP数据被封装在IP数据包内。TCP数据段由TCP Header(头部)和TCP Data(数据)组成。TCP最多可以有60个字节的头部,如果没有Options字段,正常的长度是20字节。TCP Header是由如上图标识一些字段组成,这里列出几个常用字段。注意:1)主机A(通常也叫客户端)发送一个标识了SYN数据段,标识期望与服务器A建立连接,此数据段的序列号(seq)为a;2)服务器A回复标识了SYN+ACK的数据段,此数据段的序列号(seq)为b,确认序列号为主机A的序列号加1(a+1),以此作为对主机A的SYN报文的确认。3)主机A发送一个标识了ACK的数据段,此数据段的序列号(seq)为a+1,确认序列号为服务器A的序列号加1(b+1),以此作为对服务器A的SYN报文段的确认。TCP是一种可靠的,面向连接的全双工传输层协议。TCP连接的简历是一个三次握手的过程。TCP的可靠传输还提现在TCP使用了确认技术来确保目的设备收到了从源设备发来的数据,并且是准确无误的。确认技术的工作原理如下:目的设备接收到源设备发送的数据段时,会向源端发送确认报文,源设备收到确认报文后,继续发送数据段,如此重复。如图所示,主机A向服务器A发送TCP数据段,为描述方便假设每个数据段的长度都是500个字节。当服务器A成功收到序列号是M+1499的字节以及之前的所有字节时,会以序列号M+1400+1=M+1500进行确认。另外,由于数据段N+3传输失败,所以服务器A未能收到序列号为M+1500的字节,因此服务器A还会再次以序列号M+1500进行确认。注意:上面说到,数据段 N+3 传输失败,那么第二次确认号M+1500,主机A会将N+3,N+4,N+5全部发送一次。TCP滑动窗口技术通过动态改变窗口大小来实现对端到端设备之间的数据传输进行流量控制。如图所示,主机A和服务器A之间通过滑动窗口来实现流量控制。为了方便理解,此例中只考虑主机A发送数据给服务器A时,服务器A通过滑动窗口进行流量控制。例子中:主机A向服务器发送4个长度为1024字节的数据段,其中主机的窗口大小为4096个字节。服务器A收到第3个字节之后,缓存区满,第4个数据段被丢弃。服务器以ACK3073(1024*3=3072)响应,窗口大小调整为3072,表明服务器的缓冲区只能处理3072个字节的数据段。于是主机A改变其发送速率,发送窗口大小为3072的数据段。主机在关闭连接之前,要确认收到来自对方的ACK。TCP支持全双工模式传输数据,这意味着统一时刻两个方向都可以进行数据的传输。在传输数据之前,TCP通过三次握手建立的实际上是两个方向的连接,一次在传输完毕后,两个方向的连接必须都关闭。TCP连接的建立是一个三次握手过程,而TCP连接的终止则要经过四次挥别。如图:1.主机A想终止连接,于是发送一个标识了FIN,ACK的数据段,序列号为a,确认序列号为b。2.服务器A回应一个标识了ACK的数据段,序列号为b,确认序号为a+1,作为对主机A的FIN报文的确认。3.服务器A想终止连接,于是向主机A发送一个标识了FIN,ACK的数据段,序列号为b,确认好为a+1。4.主机A回应一个标识了ACK的数据段,序列号为a+1,确认序号为b+1,作为对服务器A的FIN报文的确认。以上四次交互完成了两个方向连接的关闭。TCP断开连接的步骤,这个比较详细:https://blog.csdn.net/ctrl_qun/article/details/52518479UDP是一种面向无连接的传输层协议,传输可靠性没有保证。当应用程序对传输的可靠性要求不高时,但是对传输速度和延迟要求较高时,可以用UDP协议来替代TCP协议在传输层控制数据的转发。UDP将数据从源端发送到目的端时,无需事先建立连接。UDP采用了简单,容易操作的机制在应用程序间传输数据,没有使用TCP中的确认技术或滑动窗口机制,因此UDP不能保证数据传输的可靠性,也无法避免接受到重复数据的情况。UDP头部仅占8个字节,传输数据时没有确认机制(注意,但是有校验和)。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口,目的端口,报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,比如语音和视频通信。相比TCP,UDP的传输效率更高,开销更小,但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下:1)16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。2)16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。3)16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节,所以字段的最小值为8。4)16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字段是可选的。使用UDP传输数据时,由应用程序根据需要提供报文到达确认,排序,流量控制等功能。主机A发送数据包时,这些数据包是以有序的方式发送到网络中的,每个数据包独立地在网络中被发送,所以不同的数据包可能会通过不同的网路径叨叨主机B。这样的情况下,先发送的数据包不一定先到达主机B。因为UDP数据包没有序号,主机B将无法通过UDP协议将数据包按照原来的顺序重新组合,所以此时需要应用程序提供报文的到达确认,排序和流量控制等功能(也就是说UDP报文的到达确认,排序和流量控制是应用程序来确定的)。通常情况下,UDP采用实时传输机制和时间戳来传输语音和视频数据。UDP适合传输对延迟敏感的流量,如语音和视频。在使用TCP协议传输数据时,如果一个数据段丢失或者接受端对某个数据段没有确认,发送端会重新发送该数据段。TCP重新发送数据会带来传输延迟和重复数据,降低了用户的体验。对于延迟敏感的应用,少量的数据丢失一般可以被忽略,这是使用UDP传输能够提升用户的体验。总结:1.TCP头部中的确认标识位有什么作用呢?TCP报文头中的ACK标识位用于目的端对已接受到数据的确认。目的端成功收到序列号为x的字节后,会以序列号x+1进行确认。2.TCP头部中有哪些标识位参与TCP三次握手?在TCP三次握手过程中,要使用SYN和ACK标识位来请求建立连接和确认建立连接。

传输控制协议tcp 与udp 的区别
1)连接vs无连接:TCP面向连接,在收发数据前必须和对方建立可靠的连接;UDP是无连接的,发送数据前是不需要建立连接,当它想传送时就简单的去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快的把它扔到网络上。2)可靠性:TCP提供交付保证,是可靠的,意味着一个使用TCP协议发送的消息是保证交付给客户端的,如果消息在传输过程中丢失,那么它将重发,通过TCP连接传送的数据,没有差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP不提供任何交付保证,是不可靠的,,他是尽最大的努力,即不保证可靠地交付3)有序性:TCP也保证了消息的有序性,该消息将从服务器端发送的同样的顺序发送到客户端,尽管这些消息到网络的另一端时可能是无序的,但TCP协议将会为你排好序;UDP不提供任何有序性或序列性的保证,数据包将以任何可能的顺序到达(尽管有基于UDP的协议通过使用序列号和重传来提供有序的可靠的应用)4)数据边界:TCP不保存数据的边界,数据以字节流的形式发送,并没有明显的标志表明传输信号消息的边界;UDP保存数据的边界,数据包单独发送,只要当他们到达时,才会再次集成,包有明确的界限表明哪些包已经收到,这意味着在消息发送后,在接收器接口将会有一个读操作,来生成一个完成的消息5)速度:TCP比较慢,因为TCP必须创建连接,以保证消息的可靠交付和有序性,他需要做比UDP多得多的事UDP比较快6)重量级vs轻量级TCP被认为是重量级的协议UDP被认为是轻量级的协议,因为UDP传输的信息中不承担任何间接创造连接,保证交货或秩序的信息7)头大小TCP数据包报头的大小是20字节,TCP报头中包含序列号,ACK号,数据偏移量,保留,控制位,窗口,紧急指针,可选项,填充项,校验位,源端口和目的端口UDP数据包报头的大小是8字节,UDP报头中只包含长度,源端口号,目的端口和校验和8)拥塞或流控制TCP有流量控制和拥塞控制UDP不能进行流量控制无拥塞控制9)对接每一条TCP的连接是点到点的;UDP支持一对一,一对多和多对多的交互通信10)适合场景TCP提供可靠交付和有序性的保证,它最适合需要高可靠并对传输时间要求不高的应用,如金融领域UDP更适合的应用程序需要快速,高效的传输应用,如游戏和娱乐场所

如何实现TCP和UDP传输
面向连接的TCP “面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话,必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话。TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,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,我们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看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协议能为应用程序提供可靠的通信连接,使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机,对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。面向非连接的UDP协议“面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似:你在发短信的时候,只需要输入对方手机号就OK了。UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接就把数据包发送过去!UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如,我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。例如,在默认状态下,一次“ping”操作发送4个数据包(如图2所示)。大家可以看到,发送的数据包数量是4包,收到的也是4包(因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包)。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程,所以它的通信效果高;但也正因为如此,它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息,因此有时会出现收不到消息的情况。TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短,适用于不同要求的通信环境。 望采纳
直接上代码,仅供参考,具体 tcp、udp的通信原理很容易找到。 TCP服务器端代码:try {Boolean endFlag = false;ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);while (!endFlag) {// 等待客户端连接Socket s = ss.accept();BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream()));//注意第二个参数据为true将会自动flush,否则需要需要手动操作output.flush()PrintWriter output = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);String message = input.readLine();Log.d("Tcp Demo", "message from Client:"+message);output.println("message received!");//output.flush();if("shutDown".equals(message)){endFlag=true;}s.close();}ss.close();} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}TCP客户端代码:try {Socket s = new Socket("localhost", 12345);// outgoing stream redirect to socketOutputStream out = s.getOutputStream();// 注意第二个参数据为true将会自动flush,否则需要需要手动操作out.flush()PrintWriter output = new PrintWriter(out, true);output.println("Hello IdeasAndroid!");BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream()));// read line(s)String message = input.readLine();Log.d("Tcp Demo", "message From Server:" + message);s.close();} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}下面我们看看UDP:UDP服务器端代码:// UDP服务器监听的端口Integer port = 12345;// 接收的字节大小,客户端发送的数据不能超过这个大小byte[] message = new byte[1024];try {// 建立Socket连接DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(port);DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(message,message.length);try {while (true) {// 准备接收数据datagramSocket.receive(datagramPacket);Log.d("UDP Demo", datagramPacket.getAddress().getHostAddress().toString()+ ":" + new String(datagramPacket.getData()));}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}UDP客户端代码:public static void send(String message) {message = (message == null ? "Hello IdeasAndroid!" : message);int server_port = 12345;DatagramSocket s = null;try {s = new DatagramSocket();} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}InetAddress local = null;try {// 换成服务器端IPlocal = InetAddress.getByName("localhost");} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();}int msg_length = message.length();byte[] messagemessageByte = message.getBytes();DatagramPacket p = new DatagramPacket(messageByte, msg_length, local,server_port);try {s.send(p);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }
面向连接的TCP “面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话,必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话。TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,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,我们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看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协议能为应用程序提供可靠的通信连接,使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机,对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。面向非连接的UDP协议“面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似:你在发短信的时候,只需要输入对方手机号就OK了。UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接就把数据包发送过去!UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如,我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。例如,在默认状态下,一次“ping”操作发送4个数据包(如图2所示)。大家可以看到,发送的数据包数量是4包,收到的也是4包(因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包)。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程,所以它的通信效果高;但也正因为如此,它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息,因此有时会出现收不到消息的情况。 TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短,适用于不同要求的通信环境。
专家监定咪得咯

UDP是什么,UDP协议及优缺点
UDP,全称 User Datagram Protocol,中文名称为用户数据报协议,主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络连接。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然目前 UDP 协议的应用不如 TCP 协议广泛,但 UDP 依然是一种非常实用和可行的网络传输层协议。尤其是在一些实时性很强的应用场景中,比如网络游戏、视频会议等,UDP 协议的快速能力更具有独特的魅力。UDP 是一种面向非连接的协议,面向非连接指的是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送数据。至于对方是否可以接收到这些数据,UDP 协议无法控制,所以说 UDP 是一种不可靠的协议。UDP 协议适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。与前面介绍的 TCP 协议一样,UDP 协议直接位于 IP 协议之上。实际上,IP 协议属于 OSI 参考模型的网络层协议,而 UDP 协议和 TCP 协议都属于传输层协议。因为 UDP 是面向非连接的协议,没有建立连接的过程,因此它的通信效率很高,但也正因为如此,它的可靠性不如 TCP 协议。UDP 协议的主要作用是完成网络数据流和数据报之间的转换在信息的发送端,UDP 协议将网络数据流封装成数据报,然后将数据报发送出去;在信息的接收端,UDP 协议将数据报转换成实际数据内容。可以认为 UDP 协议的 socket 类似于码头,数据报则类似于集装箱。码头的作用就是负责友送、接收集装箱,而 socket 的作用则是发送、接收数据报。因此,对于基于 UDP 协议的通信双方而言,没有所谓的客户端和服务器端的概念。UDP 协议和 TCP 协议简单对比如下:TCP 协议:可靠,传输大小无限制,但是需要连接建立时间,差错控制开销大。UDP 协议:不可靠,差错控制开销较小,传输大小限制在 64 KB以下,不需要建立连接。?相比较 TCP,UDP 是一种不可靠的网络协议,它在通信实例的两端各建立一个 socket,但这两个 socket 之间并没有虚拟链路,它们只是发送、接收数据报的对象。

UDP传送数据的速度受什么因素影响?
在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段 请采纳我的答案。

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