TCP 和 UDP的区别

文章目录

    • 概述
    • 区别
    • UDP
    • TCP
    • TCP与UDP的选择
    • UDP和TCP编程区别

概述

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和 UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是互联网中两种最常用的传输层协议
总的来说,TCP适用于对数据可靠性要求高的场景,而UDP适用于实时传输和对可靠性要求较低的场景。在实际应用中,根据具体需求选择合适的传输协议非常重要

区别

TCP要求系统资源较多,UDP较少;
UDP程序结构较简单
流模式(TCP)与数据报模式(UDP);
TCP保证数据正确性,UDP可能丢包
TCP保证数据顺序,UDP不保证
TCP协议在传送数据段的时候要给段标号;UDP协议不
TCP协议可靠;UDP协议不可靠
TCP协议是面向连接;UDP协议采用无连接
TCP协议负载较高,采用虚电路;UDP采用无连接
TCP协议的发送方要确认接收方是否收到数据段(3次握手协议)
TCP协议采用窗口技术和流控制
连接性:
○ TCP是面向连接的协议,通信双方在传输数据前需要建立连接,确保数据可靠传输,传输过程中会进行数据重传、拥塞控制等机制。
○ UDP是无连接的协议,通信双方之间不需要建立持久的连接,数据包发送者不需要确认接收者是否收到数据,也不负责数据包的重传,因此传输速度较快。
undefined 可靠性:
○ TCP提供可靠的数据传输,通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据的完整性和顺序性,适用于对数据完整性要求较高的场景。
○ UDP不提供数据传输的可靠性保证,数据包可能会丢失或乱序,适用于实时性要求较高的场景,如音视频传输。
流量控制:
○ TCP采用滑动窗口和拥塞控制等机制来控制数据流量,避免数据包丢失和网络拥塞。
○ UDP不提供流量控制功能,数据包发送者会尽可能快地发送数据,但无法调整发送速率以适应网络状况。
头部开销:
○ TCP的头部较大,包含序列号、确认号、窗口大小等信息,使得每个TCP数据包的开销较大。
○ UDP的头部较小,只包含源端口、目标端口、长度和校验和等基本信息,使得UDP数据包的开销较小。
应用场景:
○ TCP适用于对数据完整性和顺序性要求较高的应用,如网页浏览、文件传输等。
○ UDP适用于实时性要求较高、数据量较小、对可靠性要求较低的应用,如音视频流媒体、在线游戏等。

UDP

UDP 与 TCP 的主要区别在于 UDP 不一定提供可靠的数据传输。
事实上,该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。UDP 在许多方面非常有效。当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时(其中任意给定数据的重要性相对较低),可使用 UDP。ICQ 短消息使用 UDP 协议发送消息。
许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。重要的状态信息随可靠的TCP连接发送,而主数据流通过UDP发送。

TCP

TCP的目的是提供可靠的数据传输,并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时,负责数据恢复。它通过为其发送的每个数据包提供一个序号来完成此恢复。记住,较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元,因此,数据包可以沿完全不同的路径发送,即使它们都是同一消息的组成部分。这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似,只是级别更高而已。
为确保正确地接收数据,TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认(即 ACK)。如果在某个时限内未收到相应的 ACK,将重新传送数据包。如果网络拥塞,这种重新传送将导致发送的数据包重复。但是,接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包,并在必要时丢弃它。

TCP与UDP的选择

如果比较UDP包和TCP包的结构,很明显UDP包不具备TCP包复杂的可靠性与控制机制。与TCP协议相同,UDP的源端口数和目的端口数也都支持一台主机上的多个应用。一个16位的UDP包包含了一个字节长的头部和数据的长度,校验码域使其可以进行整体校验。(许多应用只支持UDP,如:多媒体数据流,不产生任何额外的数据,即使知道有破坏的包也不进行重发。)
很明显,当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时,TCP协议是当然的选择。当强调传输性能而不是传输的完整性时,如:音频和多媒体应用,UDP是最好的选择。
在数据传输时间很短,以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下,UDP也是一个好的选择,如:DNS交换。把SNMP建立在UDP上的部分原因是设计者认为当发生网络阻塞时,UDP较低的开销使其有更好的机会去传送管理数据。TCP丰富的功能有时会导致不可预料的性能低下,但是我们相信在不远的将来,TCP可靠的点对点连接将会用于绝大多数的网络应用。

UDP和TCP编程区别

1.socket()的参数不同
   2.UDP Server不需要调用listen和accept
   3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
   4.TCP:地址信息在connect/accept时确定
   5.UDP:在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
   6.UDP:shutdown函数无效

通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程,即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯,函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0),这表示建立一个socket用于流式网络通讯。
  SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的,即每次收发数据之前必须通过connect建立连接,也是双向的,即任何一方都可以收发数据,协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的,即每个包按照发送的顺序到达接收方。
  而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯,它是无连接的,不可靠的,因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据,是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据,也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在,是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的,而UDP没有。
UDP和TCP编程步骤也有些不同,如下
TCP:
TCP编程的服务器端一般步骤是:
  1、创建一个socket,用函数socket();
  2、设置socket属性,用函数setsockopt(); * 可选
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
  4、开启监听,用函数listen();
  5、接收客户端上来的连接,用函数accept();
  6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
  7、关闭网络连接;
  8、关闭监听;

TCP编程的客户端一般步骤是:
  1、创建一个socket,用函数socket();
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
  4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性;
  5、连接服务器,用函数connect();
  6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
  7、关闭网络连接;

UDP:
与之对应的UDP编程步骤要简单许多,分别如下:
  UDP编程的服务器端一般步骤是:
  1、创建一个socket,用函数socket();
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
  4、循环接收数据,用函数recvfrom();
  5、关闭网络连接;

UDP编程的客户端一般步骤是:
  1、创建一个socket,用函数socket();
  2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
  4、设置对方的IP地址和端口等属性;
  5、发送数据,用函数sendto();
  6、关闭网络连接;
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。
UDP(User Datagram Protocol)和TCP(Transmission Control Protocol)在编程中的步骤有一些不同,主要体现在建立连接、传输数据和处理错误等方面。

UDP 编程步骤:
创建套接字:使用 socket() 函数创建 UDP 套接字。
绑定端口:使用 bind() 函数将套接字绑定到特定的端口上,以便接收发送到该端口的数据包。
接收数据:使用 recvfrom() 函数接收从远程主机发送过来的数据包。
发送数据:使用 sendto() 函数向指定的目标地址和端口发送数据包。
关闭套接字:使用 close() 函数关闭套接字,释放资源。
TCP 编程步骤:
创建套接字:使用 socket() 函数创建 TCP 套接字。
绑定端口:可选的,使用 bind() 函数将套接字绑定到本地端口上。
监听连接:如果是服务器端,使用 listen() 函数监听客户端连接请求。
接受连接:如果是服务器端,使用 accept() 函数接受客户端的连接请求,并创建新的套接字来与客户端通信。
建立连接:如果是客户端,使用 connect() 函数连接到服务器端的地址和端口。
传输数据:使用 send() 和 recv() 函数发送和接收数据。
关闭连接:使用 close() 函数关闭连接的套接字,释放资源。
在UDP编程中,由于UDP是无连接的,因此不需要建立连接和维护状态,所以没有类似于TCP的监听连接和接受连接的步骤。此外,UDP在发送和接收数据时也不需要等待连接建立确认或者接收数据确认,因此发送和接收数据的过程更为简单。不过需要注意的是,UDP的无连接性也意味着数据传输的不可靠性和无序性,需要在应用层进行相应的处理和容错机制。

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