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终于懂了TCP和UDP协议区别

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老样子先认识一下这俩伙计

TCP和UDP都是来自于传输层的协议。

传输层是位于第2层的,如下图所示。

1

传输层位于应用层和网络层之间,负责位于不同主机中进程之间的通信。

之前一位老哥问我:不同电脑之间是如何通信的呢?是不是还要自己开发协议什么的。

分析:这位老哥觉得如果开发一个应用需要自己定义协议。其实也并不是没有道理的,协议是什么?协议就是双方通信共同遵守的规则,被称之为协议。像怎么使用的HTTP,FTP这些都属于应用服务,为什么叫应用服务?因为是专门服务其他人的应用。像QQ、微信、淘宝、浏览器这些通常称之为应用客户端,当然了这些的服务端咱们是看不到摸不着的,除非你是参与其中开发的人员。QQ使用的是OICQ协议,HTTP服务则使用的HTTP协议,这些协议肯定都是自定义的。如果你使用HTTP服务器的话,你就必须遵守这个规则,否则人家是不认你的。其实都是基于TCP或UDP的。

2

Internet的传输层提供两种不同的服务,应用开发者必须选择其中的一种。

TCP

是面向连接的可靠的传输层协议。

UDP

是无连接的不可靠的传输层协议。

何来可靠和不可靠之说?

UDP相对于IP来说,只添加了process到process的分发服务和错误检验机制,因为,提供的也是不可靠的服务。
而TCP为应用提供了包括可靠数据传输、流量控制和拥塞控制等在内的服务。

有了可靠的TCP,为什么还要UDP?
  • 应用可以更精细控制何时发送何种数据
  • 无需事先建立连接就可以发送数据
  • 无连接状态,实现简单
  • 头部开销小
扩展:

1、应用可更好控制何时发送何种数据:无须建立连接,UDP可尽快将消息发给网络层;TCP可能需要重传在规定时间内没有收到确认的Segment。UDP没有建立连接所引入的延迟,这可能是DNS选择UDP而不是TCP的最主要原因。
2、实现简单:UDP因为是无连接的,Host因而无须维护连接状态,实现简单;
3、头部开销小:UDP的Segment头部字段共8个字节;而TCP的头部共包括20个字节.

UDP被多数多媒体应用使用。但是…
  • UDP通常被认为是不负责任的
  • UDP流量通常不容易穿透防火墙
  • 因此TCP的多媒体应用越来越多了…

总结

TCP的优点:
  • 可靠,稳定。
  • TCP的可靠体现在TCP在传输数据之前会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。
TCP的缺点:
  • 慢,效率低,占用资源高,易被攻击;TCP在传递数据之前要先建立连接,这会消耗时间,而且在数据传递时,确认机制,重传机制,拥塞控制机制等都会消耗大量的实践,而且要在每台设备上维护所有的传输连接。事实上每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。
  • 因为TCP有确认机制、三次握手机制,这些优点在成了缺陷,导致TCP容易被人利用,实现DOS、DDOS、CC、猜测攻击等。
UDP的优点:
  • 快,比TCP稍安全。
  • UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制,UDP是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。
  • 没有TCP的这些机制(如:三次握手),攻击者利用UDP的漏洞就要少一些。但是UDP也是无法避免攻击的,比如:UDPFlood等。
UDP的缺点:
  • 不可靠,不稳定。
  • 因为UDP没有TCP那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。

在UDP和TCP协议面前,如何选择并使用?

基于上面的优点和缺点的分析
什么时候应该使用TCP传输协议:

当网络通讯有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些可靠的应用,比如:HTTP,HTTPS,FTP等传输文件的协议,POP、SMTP等邮件传输协议。

什么时候应该使用UDP:

当网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用UDP。比如:QQ语言、QQ视频等。

面试经常会问道:TCP和UDP协议的区别是什么?
简化很多字的总结

1、TCP面向连接,UDP无连接;
2、TCP占用系统资源较多,UDP少;
3、TCP结构复杂,UDP绞简单;
4、TCP基于流模式,UDP时数据报模式;
5、TCP保证数据正确性,UDP可能丢包;
6、TCP保证数据顺序,UDP不保证。

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