UDP与TCP的区别
2024-05-19 02:01
1. UDP与TCP的区别
TCP与UDP区别 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一个TCP连接，之后才能传输数据。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，是一个简单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，但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一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快
2. TCP与UDP有什么区别?
当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。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，是一个简单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，但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一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。 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 TCP保证数据正确性，UDP可能丢包 TCP保证数据顺序，UDP不保证 具体编程时的区别 socket()的参数不同 UDP Server不需要调用listen和accept UDP收发数据用sendto/recvfrom函数 TCP：地址信息在connect/accept时确定UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
3. TCP和UDP的区别
tcp与udp的区别，不懂的可以看一看
4. TCP和UDP的区别
TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。TCP与UDP基本区别： 1、基于连接与无连接。 2、TCP要求系统资源较多，UDP较少。 3、UDP程序结构较简单。 4、流模式（TCP）与数据报模式(UDP)。 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。 7、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。 8、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。 9、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）。 10、每一条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。 11、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节。 12、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。 TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）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RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，完成第四层传输层所指定的功能。 UDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联） 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，IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。
5. TCP和UDP的区别
首先TCP是面向连接的，UDP是无需连接的，TCP有着三握四挥，并且三次握手和四次挥手是对TCP建立的连接有着重要意义的两步，并且TCP是对IP无可靠性提供可靠性的源头，UDP继承了IP的特性，不保证不丢失包，不保证按顺序到达
TCP面向字节流，发送的时候是一个流，没有头尾，IP包不是一个流，而是一个个的IP包，UDP也是如此
TCP是有拥塞控制的，但是UDP没有
MAC层去掉之后，IP层首部会有一个8位的协议，这里会存放着数据里到底是TCP还是UDP，当然这里是UDP，如果我们知道UDP格式就可以解析出来了
下一步就通过UDP包中的目标端口号，将这个包交给应用程序处理
源端口和目标端口不可少，包的序号是为了解决乱序问题，为了解决包的先后顺序，还有就是确认序号，发出去的包要有确认，不然无法知道是否收到，若没有收到就要重新发送，直到送达，这就是TCP的不丢包的实质
对于TCP来说，IP层丢不丢包管不着，但是在TCP层，会努力保证可靠性
一开始，客户端和服务端都处于CLOSED状态，先是服务端主动监听某个端口，处于LISTEN状态，然后客户端主动发起连接SYN，之后处于SYN-SENT状态，服务端收到发起的连接，返回SYN，并且ACK客户端的SYN，之后处于SYN-RCVD状态。客户端收到服务端发送的SYN和ACK之后，发送ACK的ACK，之后处于ESTABLISHED状态，因为它一发一收成功了，服务端收到ACK的ACK之后，处于ESTABLISHED，因为它也一发一收了
所以三次握手就能确认双发收发功能都正常，缺一不可。
最后客户端A的TIME-WAIT状态时间要足够长，长到如果B没有收到ACK的话，B会再次发送FIN关闭连接，A会重新发送一个ACK并且时间足够长到这个包到B
A如果直接跑路的话，它的端口就空出来了，但是B不知道，原来发的包如果在路上，但是这时突然另一个应用开启在了这个端口上，那不就混乱了，所以A也需要等待足够时间，等到B发送的包在网络中挂掉之后再空出端口来
等待时间设置为2MSL，报文最大的生存时间，协议规定MSL为2分钟，实际应用中常用的是30s，1分钟和2分钟等
为了记录所有发送的包和接收的包，TCP也需要发送端和接收端分别都有缓存来保存这些记录，发送端的缓存里是按照包的ID一个个排列，根据处理情况分为下面四个部分
在TCP里，接收端会给发送端报一个窗口的大小，叫做Advertised window，这个 窗口大小 应该等于上面说的第二部分加上第三部分也就是 已经发送了但是没有得到确认的加上还没有发送，并且正在准备发送的 ，超过这个窗口的，接收端忙不过来，就不能发送了
第二部分的窗口有多大？
NextByteExpected 和 LastByteRead的差其实是还没有被应用层读取的部分占用调MaxRcvBuffer的量，定义为A， 窗口大小其实是MaxRcvBuffer减去A
其中第二部分里面，由于收到的包可能不是顺序的，会出现空档， 只有和第一部分连续的，可以马上进行回复 ，中间空着的部分需要等待，哪怕后面的已经来了(可以看到接收端的窗口出现了虚线和实线的区别)
发送端
接收端
在 发送端 看来，1、2、3都已经发送并且确认的；4、5、6、7、8、9都是发送了还没有确认；10、11、12是还没有发出的；13、14、15是接收方没有空间不准备发送的
在 接收端 看来，1、2、3、4、5都是已经完成ACK的，但是是没有被应用层读取的；6、7是等待接收的；8、9是已经接收，但是还没有ACK的
当前的状态
假设4的ACK到了，不幸的是5的ACK丢了，6、7的数据包丢失了，这应该怎么做？
对每一个发送了，但是没有ACK的包，都设有一个定时器，超过了一定的时间就重新尝试，但是这个超时的时间如何进行评估呢，这个时间不宜过短，时间必须大于往返时间RTT，否则将会引起不必要的重传，也不宜过长，这样的超时时间变长，访问就变慢了
RTT(Round-Trip Time): 往返时延。在计算机网络中它是一个重要的性能指标，表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后便立即发送确认），总共经历的时延。
估计往返时间需要TCP通过 采样RTT的时间，然后进行加权平均 ，计算出来一个值，并且这个值还是随着网络的状况 不断变化 的，我们成为 自适应重传算法
如果过一段时间，5、6、7都超时了，就会重新发送，接收方发现5原来接受过，于是丢弃5；6收到了，发送ACK，要求下一个是7,7不幸又丢了，当7再次超时的时候，有需要重传的时候， TCP的策略是超时间隔加倍，每当遇到一次超时重传的时候，都会将下一次超时时间间隔设为先前的两倍，两次超时就说明网络环境差，不适合频繁反复发送
超时触发重传存在的问题是，超时周期可能相对较长
有一个 快速重传的机制 ，当接收方收到一个序号大于下一个所期望的报文段时，就检测到了数据流中的一个间隔，于是发送三个冗余的ACK，客户端收到后，在定时器过期之前，重传丢失的报文段
例如，接收方发现6、8、9都已经接收了，7还没来，那肯定是丢了，于是发送三个6的ACK要求下一个是7，客户端收到3个ACK就会发现7的包确实又丢了，不再等待超时，马上重发
SACK ，这种方式需要在TCP头加一个SACK的东西，可以将缓存的地图发送给发送方，例如有了ACK6、ACK8、ACK9就会知道7丢了
在对于包的确认中，同时会携带一个窗口的大小
假设窗口不变，始终为9,4的确认来的时候，会右移一个，这个时候第13个包也可以发送了
这个时候，假设发送端发送过猛，会将第三部分的10、11、12、13全部发送完毕，之后就停止发送了，未发送可发送部分为0
当对于包5的确认到达的时候，在客户端相当于窗口滑动了一格，这个时候才可以有更多的包可以发送了，接下来14可以被发送
如果接收方实在处理太慢，导致缓存中没有了空间，可以通过确认信息修改窗口的大小，甚至可以设置为0，让发送端暂时停止发送
假设接收端应用一直不读取缓存中的数据，当数据包6被确认后，窗口大小就会减小一个变为8
这个时候可以看到，接收端的窗口并没有向右移动，只是简单地将左边的标记右移一格，窗口大小变为8
如果接收端一直不处理数据，则随着确认包越来越多，窗口越来越小直到为0
如果情况变成这样， 发送方会定时发送窗口探测数据包，看看是否有机会调整窗口的大小 ，当接收方比较慢的时候，要防止低能窗口综合征， 不要空出一个字节就告诉发送方 ，然后立马被填满，可以当窗口太小的时候，不更新窗口，直到达到一定大小，或者缓冲区一般为空的时候再更新窗口
拥塞控制同样通过窗口的大小来控制，滑动窗口是为了防止发送方把接收方缓存塞满，而拥塞窗口是为了不把网络填满
LastByteSent - LastByteAcked <= min{滑动窗口， 拥塞窗口}
TCP协议是不知道真个网络路径都是什么，TCP包常被比喻为往一个谁管理灌水TCP拥塞控制就是在不堵塞，不丢包的情况下，尽量发挥带宽
网路通道的容量 = 带宽 x 往返延迟
假设往返时间为8s，发送的过程4s，返回的时间4s，每个包1024byte，过了8s，8个包都发出去了，其中4个已经到达了接收端，但是ACK还在路上，不能算是发送成功了，5-8后四个包还在路上没被接收，这个时候，整个管道刚好被撑满
如果我们在这个基础上再将窗口调大一点，会出现什么现象？
如果从发送端到接收端会经过四个设备，每个设备处理包的时间需要1s，所以4个包的话，总共的处理时间为4s，如果窗口调大，也就有可能增加发送速度，单位时间内，会有更多的包到达这些中间设备，那么处理中的设备会丢弃到多余的包，这是我们不想看到的
这个时候，我们可以为这四台设备增加缓存，处理不过来的包在队列里等待，这样就不会丢失了，但是缺点是会增加时间，在之前我们分析过只需要4s一个包即可到达发送端，但是进入缓存中多余的包肯定到达的时间是要超过4s的，如果这个时候发送方还是没有收到ACK那么就会触发超时重传， TCP的拥塞控制就是为了处理包的丢失和超时重传
一条TCP连接的开始，cwnd设置为一个报文段，一次只能发送一个，当收到这个确认的时候，cwnd +1，于是一次能够发送2个，当这两个的确认到来的时候，每个确认的cwnd + 1 ，两个确认的cwnd就可以 +2，现在可以发送4个， 这是指数级别的增长，但是有一个值sshthresh为65535字节，当超过这个值的时候不要增长得这么快了，可能快满了，再慢下来
于是，每收到一个确认后，cwnd增长1/cwnd，一共发送8个的话，当8个确认到来的时候，每个确认增加1/8，八个确认一共cwnd + 1，于是一次能够发送9个，变成了 线性增长 ，但是肯定有一天会满，这个时候就会出现拥堵，就需要慢慢等待包的处理
拥塞的一种形式是丢包，需要超时重传 ，这个时候
重新开始慢启动，这样的话，只要超时重传就感觉会回到解放前
快速重传 ，当接收端发现丢了一个中间包的时候，发送三次前一个包的ACK，于是发送端就会快速重传，不必等待超时再重传，TCP认为这种情况不严重，因为大部分没丢，只丢了一小部分
正是这种知道该快还是慢的情况下，使得时延很重要的情况下，反而降低了速度，但是 拥塞控制还是存在问题
为了优化这两个问题，有了TCP BBR拥塞算法，它企图找到一个平衡点，通过不断的加快发送速度，将管道填满，但是不会填满中间设备的缓存，因为这样时延会增加，这个平衡的时点可以很好的达到高带宽和低时延的平衡
6. TCP和UDP的区别
TCP用于在传输层有必要实现可靠性传输的情况。由于它是面向有连接并具备顺序控制、重发控制等机制的。所以它可以为应用提供可靠传输。 另一方面，UDP主要用于那些对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信。举一个IP电话进行通话的例子。如果使用TCP，数据在传送途中如果丢失会被重发，但是这样无法流畅地传输通话人的声音，会导致无法进行正常交流。而采用UDP，它不会进行重发处理。从而也就不会有声音大幅度延迟到达的问题。即使有部分数据丢失，也只是影响某一小部分的通话。此外，在多播与广播通信中也使用UDP而不是UDP。RIP、DHCP等基于广播的协议也要依赖于UDP。
7. TCP和UDP的区别
TCP是面向连接的运输层协议,UDP是无连接的 2. 每一条TCP连接只能有两个端点,UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的通信. 3. TCP提供可靠交付的服务,UDP使用尽最大努力交付. 4. TCP面向字节流,UDP面向报文. 5. TCP有拥塞控制,UDP没有拥塞控制. 6. TCP首部开销较大最少20个字节,UDP首部开销较小只有8个字节
8. TCP和UDP的区别
tcp与udp的区别，不懂的可以看一看
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