tcp和udp的原理(tcp和udp的原理和区别)

TCP和UDP的区别 TCP协议与UDP协议的区别首先咱们弄清楚，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。TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）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三次握手过程1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段,主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我.2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了.3次握手的特点没有应用层的数据SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1握手完成后SYN标志位被置0TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次1 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求2主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置13 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置14 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束.由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础名词解释ACKTCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.SYN同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1FIN发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将这位置1TCP的包头结构：源端口 16位目标端口 16位序列号 32位回应序号 32位TCP头长度 4位reserved 6位控制代码 6位窗口大小 16位偏移量 16位校验和 16位选项32位(可选)这样我们得出了TCP包头的最小长度，为20字节。UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）（1） UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。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。（2） 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。（3） UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。（4） 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。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。UDP的包头结构：源端口 16位目的端口 16位长度 16位校验和 16位小结TCP与UDP的区别：1.基于连接与无连接；2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；3.UDP程序结构较简单；4.流模式与数据报模式 ； 5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包含目的端口号和源端口号信息。主要优点速度快、操作简单、要求系统资源较少，由于通讯不需要连接，可以实现广播发送;缺点是传输数据前并不与对方建立连接，对接收到的数据也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，也不重复发送，不可靠。 TCP是面向连接的通讯协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时四次握手，主要优点是TCP在数据传输时，有确认、窗口、重传、阻塞等控制机制，能保证数据正确性，较为可靠;缺点是相对于UDP速度慢，要求系统资源较多。TCP和UDP区别：TCP是面向连接的协议，而UDP是无连接的协议，意味着当一个客户端和一个服务端通过TCP发送数据前，必须先建立连接，建立连接的过程被称为TCP三次握手;TCP提供交付保证，意味着一个使用TCP协议发送的信息是保证交付给客户端的，如果消息在传输过程中丢失，将重发;UDP是不可靠的，不提供任何交付的保证，一个数据报包在运输过程中可能会丢失;消息到达网络的另一端时可能是无序的，TCP协议将会为你排序，UDP不提供任何有序性的保证;TCP速度比较慢，而UDP速度比较快，因为TCP必须建立连接，以保证消息的可靠交付和有序性，需要做比UDP多的事; TCP是重量级的协议，UDP协议则是轻量级的协议。一个TCP数据报的报头大小最少是20个字节，UDP数据报的报头固定是8个字节。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。
TCP，全拼：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，由IETF的RFC793定义。UDP，全拼：User Datagram Protocol，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。TCP与UDP区别1、TCP提供的是面向连接的、可靠的数据流传输;UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。2、TCP提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复，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;UDP面向报文。4、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的逻辑通信信道是不可靠的信道。

下面着重讲解一下TCP协议和UDP协议的区别 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）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， 只简单地描述下这三次对话的简单过程：1）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；2）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；3）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三次握手过程第一次握手：主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B，向主机B 请求建立连接，通过这个数据段， 主机A告诉主机B 两件事：我想要和你通信；你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我。第二次握手：主机B 收到主机A的请求后，用一个带有确认应答（ACK）和同步序列号（SYN）标志位的数据段响应主机A，也告诉主机A两件事：我已经收到你的请求了，你可以传输数据了；你要用那个序列号作为起始数据段来回应我第三次握手：主机A收到这个数据段后，再发送一个确认应答，确认已收到主机B 的数据段："我已收到回复，我现在要开始传输实际数据了，这样3次握手就完成了，主机A和主机B 就可以传输数据了。3次握手的特点没有应用层的数据 ,SYN这个标志位只有在TCP建立连接时才会被置1 ,握手完成后SYN标志位被置0。TCP建立连接要进行3次握手，而断开连接要进行4次第一次： 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1，提出停止TCP连接的请求 ；第二次： 主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1；第三次： 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1 ；第四次： 主机A对主机B的请求进行确认，将ACK置1，双方向的关闭结束.。由TCP的三次握手和四次断开可以看出，TCP使用面向连接的通信方式， 大大提高了数据通信的可靠性，使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互， 为数据正式传输打下了可靠的基础。UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）1、UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接， 当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。 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。2、 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等， 因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。3、UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。4、吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、 源端和终端主机性能的限制。5、UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付， 因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。6、UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文， 在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界， 因此，应用程序需要选择合适的报文大小。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。ping命令是用来探测主机到主机之间是否可通信，如果不能ping到某台主机，表明不能和这台主机建立连接。ping命令是使用 IP 和网络控制信息协议 (ICMP)，因而没有涉及到任何传输协议(UDP/TCP) 和应用程序。它发送icmp回送请求消息给目的主机。 ICMP协议规定：目的主机必须返回ICMP回送应答消息给源主机。如果源主机在一定时间内收到应答，则认为主机可达。

UDP工作原理：udp用户数据报协议 （RFC 768） 用户数据报协议（UDP）是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。 UDP 协议基本上是 IP 协议与上层协议的接口。 UDP 协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 UDP 的“端口号”完成的。UDP协议使用IP层提供的服务把从应用层得到的数据从一台主机的某个应用程序传给网络上另一台主机上的某一个应用程序。UDP协议有如下的特点：1、UDP传送数据前并不与对方建立连接，即UDP是无连接的，在传输数据前，发送方和接收方相互交换信息使双方同步。2、UDP不对收到的数据进行排序，在UDP报文的首部中并没有关于数据顺序的信息（如TCP所采用的序号），而且报文不一定按顺序到达的，所以接收端无从排起。3、UDP对接收到的数据报不发送确认信号，发送端不知道数据是否被正确接收，也不会重发数据。4、UDP传送数据较TCP快速，系统开销也少。 UDP 适用于不需要 TCP 可靠机制的情形，比如，当高层协议或应用程序提供错误和流控制功能的时候。 UDP 是传输层协议，服务于很多知名应用层协议，包括网络文件系统（NFS）、简单网络管理协议（SNMP）、域名系统（DNS）以及简单文件传输系统（TFTP）。

"TCP---传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立1个TCP连接，之后才可以传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。 UDP---用户数据报协议，是1个容易的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，可是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立1个连接，且木有超时重发等机制，故而传输速度很快目前Internet上流行的协议是TCP/IP协议，该协议中对低于1024的端口都有确切的定义，他们对应着Internet上有些常见的服务。这类常见的服务可以分为用TCP端口（面向连接）和用UDP端口（面向无连接）两种。说到TCP和UDP,首先要明白“连接”和“无连接”的含义，他们的关系可以用1个形象地比喻来说明，就是打电话和写信。2个人假如要通话，首先要建立连接——即打电话时的拨号，等待响应后——即接听电话后，才可以相互传递信息，最后还要断开连接——即挂电话。写信就比较容易了，填写好收信人的地址后将信投入邮筒，收信人就可以收到了。从这个分析可以看出，建立连接可以在要痛心地双方建立1个传递信息的通道，在发送方发送请求连接信息接收方响应后，由于是在接受方响应后才开始传递信息，并且是在1个通道中传送，因此接受方能比较完整地收到发送方发出的信息，即信息传递的可靠性比较高。但也正由于要建立连接，使资源开销加大（在建立连接前必须等待接受方响应，传输信息过程中必须确认信息是不是传到及断开连接时发出相应的信号等），独占1个通道，在断开连接钱不能建立另1个连接，即两人在通话过程中第三方不能打入电话。而无连接是一开始就发送信息（严格说来，这是木有开始、结束的），只是一次性的传递，是先不要接受方的响应，因而在一定程度上也没方法保证信息传递的可靠性了，就像写信一样，我们只是将信寄出去，却不能保证收信人一定可以收到。TCP是面向连接的，有比较高的可靠性， 有些要求比较高的服务一般用这个协议，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等，而UDP是面向无连接的，用这个协议的常见服务有DNS、SNMP、QQ等。对于QQ必须另外说明一下，QQ2003之前是只用UDP协议的，其服务器用8000端口，侦听是不是有信息传来，客户端用4000端口，向外发送信息（这也就不难理解在一般的显IP的QQ版本中显示好友的IP地址信息中端口常为4000或其后续端口的原因了），即QQ程序既接受服务又提供服务，在以后的QQ版本中也支持用TCP协议了。"
TCP全称为Transmission Control Protocol，即传输控制协议;UDP全称为User Datagram Protocol，即用户数据报协议。两者区别在于以下几点：1、连接性TCP面向连接，也就是在发送和接收数据之前，必须和对方建立连接，也就是我们常说的用来建立连接的3次握手和负责断开连接的4次挥手;而UDP面向无连接，也就是不需要建立连接即可发送和接收数据。2、可靠性TCP提供可靠的服务，传输过程中可以确保连接可靠稳定，如编号确认、流量控制、计时器等，确保数据不丢失不出错。3、报文首部TCP报文首部有20个字节，额外开销大;UDP报文首部有8个字节，标题短开销小。4、报文结构TCP面向字节流，将应用层报文分解成多个TCP报文段进行传输，到底目的站后重新分配;UDP面向报文，不拆分报文，1次发送1个报文。5、吞吐量控制TCP拥塞控制、流量控制、重传机制、滑动窗口等机制保证传输质量，而UDP却没有。6、双工性TCP只能点对点全双工通信，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信。