淺析TCP字節流與UDP數據報的區別


“TCP是一種流模式的協議,UDP是一種數據報模式的協議”,這句話相信大家對這句話已經耳熟能詳~但是,“流模式”與“數據包模式”在編程的時候有什么區別呢?以下是我的理解,僅供參考!

1、TCP

打個比方比喻TCP,你家里有個蓄水池,你可以里面倒水,蓄水池上有個龍頭,你可以通過龍頭將水池里的水放出來,然后用各種各樣的容器裝(杯子、礦泉水瓶、鍋碗瓢盆)接水。

上面的例子中,往水池里倒幾次水和接幾次水是沒有必然聯系的,也就是說你可以只倒一次水,然后分10次接完。另外,水池里的水接多少就會少多少;往里面倒多少水,就會增加多少水,但是不能超過水池的容量,多出的水會溢出。

結合TCP的概念,水池就好比接收緩存,倒水就相當於發送數據,接水就相當於讀取數據。好比你通過TCP連接給另一端發送數據,你只調用了一次 write,發送了100個字節,但是對方可以分10次收完,每次10個字節;你也可以調用10次write,每次10個字節,但是對方可以一次就收完。 (假設數據都能到達)但是,你發送的數據量不能大於對方的接收緩存(流量控制),如果你硬是要發送過量數據,則對方的緩存滿了就會把多出的數據丟棄。

2、UDP

UDP和TCP不同,發送端調用了幾次write,接收端必須用相同次數的read讀完。UPD是基於報文的,在接收的時候,每次最多只能讀取一個 報文,報文和報文是不會合並的,如果緩沖區小於報文長度,則多出的部分會被丟棄。也就說,如果不指定MSG_PEEK標志,每次讀取操作將消耗一個報文。

3、為什么

其實,這種不同是由TCP和UDP的特性決定的。TCP是面向連接的,也就是說,在連接持續的過程中,socket中收到的數據都是由同一台主機發出的(劫持什么的不考慮),因此,知道保證數據是有序的到達就行了,至於每次讀取多少數據自己看着辦。

而UDP是無連接的協議,也就是說,只要知道接收端的IP和端口,且網絡是可達的,任何主機都可以向接收端發送數據。這時候,如果一次能讀取超過一 個報文的數據,則會亂套。比如,主機A向發送了報文P1,主機B發送了報文P2,如果能夠讀取超過一個報文的數據,那么就會將P1和P2的數據合並在了一 起,這樣的數據是沒有意義的。

兩個協議其他區別

TCP(Transmission Control Protocol)傳輸控制協議:

該協議主要用於在主機間建立一個虛擬連接,以實現高可靠性的數據包交換。IP協議可以進行IP數據包的分割和組裝,但是通過IP協議並不能清楚地了 解到數據包是否順利地發送給目標計算機。而使用TCP協議就不同了,在該協議傳輸模式中在將數據包成功發送給目標計算機后,TCP會要求發送一個確認;如 果在某個時限內沒有收到確認,那么TCP將重新發送數據包。另外,在傳輸的過程中,如果接收到無序、丟失以及被破壞的數據包,TCP還可以負責恢復。

傳輸控制協議是一種面向連接的、可靠的、基於字節流的運輸層通信協議,通常由IETF的RFC793說明。在簡化的計算機網絡OSI模型中,它完成運輸層所指定的功能。

UDP (User Datagram Protocol) 用戶數據報協議:

用戶數據報協議(UDP)是 ISO參考模型中一種無連接的傳輸層協議,提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。 UDP 協議基本上是 IP 協議與上層協議的接口。 UDP協議適用端口分辨運行在同一台設備上的多個應用程序。

由於大多數網絡應用程序都在同一台機器上運行,計算機上必須能夠確保目的地機器上的軟件程序能從源地址機器處獲得數據包,以及源計算機能收到正確的回復。這是通過使用UDP 的“端口號”完成的。

區別:

1、基於連接與無連接

TCP---傳輸控制協議提供的是面向連接、可靠的字節流服務。當客戶和服務器彼此交換數據前,必須先在雙方之間建立一個TCP連接,之后才能傳輸數據。TCP提供超時重發,丟棄重復數據,檢驗數據,流量控制等功能,保證數據能從一端傳到另一端。

每個數據包的傳輸過程是:先建立鏈路、數據傳輸、然后清除鏈路。數據包不包含目的地址。受端和發端不但順序一致,而且內容相同。它的可靠性高。

UDP---用戶數據報協議是面向無連接的,每個數據包都有完整的源、目的地址及分組編號,各自在網絡中獨立傳輸,傳輸中不管其順序,數據到達收端后再進行排序組裝,遇有丟失、差錯和失序等情況,通過請求重發來解決。它的效率比較高。

是一個簡單的面向數據報的運輸層協議。UDP不提供可靠性,它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去,但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接,且沒有超時重發等機制,故而傳輸速度很快。

2、對系統資源的要求(TCP較多,UDP少)

3、UDP程序結構較簡單

4、流模式與數據報模式

5、TCP保證數據正確性,UDP可能丟包,TCP保證數據順序,UDP不保證

6、TCP是面可靠的字節流服務 ,UDP 並不提供對 IP協議的可靠機制、流量控制以及錯誤恢復功能等。


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