本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。
传输控制协议 TCP
TCP(Transmission Control Protocol)是面向连接的、低效率的可靠传输,有流量控制、拥塞控制,面向字节流,每一条 TCP 连接只能是点对点的(一对一)传输。
用户数据报协议 UDP
UDP(User Datagram Protocol)是无连接的、高效率的非可靠传输,没有拥塞控制,面向报文,支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
TCP与UDP的区别
基本区别
传输控制协议 TCP,提供面向连接、可靠的、低效率数据传输服务;
用户数据报协议 UDP,提供无连接、非可靠的、高效率数据传输服务;
TCP是面向连接的,UDP是无连接的;
UDP发送数据之前不需要建立连接
TCP是可靠的,UDP不可靠;
UDP接收方收到报文后不需要给出任何确认
可靠传输:不重复、不丢失、不乱序
通信与服务类型
TCP只支持一对一通信,UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多;
TCP 主要提供完整性服务,UDP 主要提供及时性服务。
TCP是面向字节流的,UDP是面向报文的;
TCP面向字节流,将报文当作字节流,以字节为单位发送数据,把字节流组织成大小不等的数据块。
UDP面向报文,对报文不合并也不拆分,一个报文要一次发完,只对报文添加 UDP 首部(网络层可能会进行IP数据报分片,这会降低IP层效率)。
拥塞控制、流量控制
TCP有拥塞控制机制、流量控制,UDP没有。
首部
TCP首部开销(20字节),UDP首部(8字节)
UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表
TCP和UDP的使用场景?
UDP (一般用于即时通信),适用于: QQ 语音、 QQ 视频 、直播等等。
TCP 一般用于文件传输、发送和接收邮件、远程登录等场景。
TCP是如何保证可靠传输的?
- 应答机制:接收方收到数据之后,会发送一个确认(通常延迟几分之一秒);
- 超时重发:发送方发出数据之后,启动一个定时器,超时未收到接收方的确认,则重新发送这个数据;
- 流量控制:确保接收端
能够接收发送方的数据而的缓冲区不会溢出 - 数据包校验
- 对失序数据包重新排序(TCP报文具有序列号)
- 丢弃重复数据
- 校验和: TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和,目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错,TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。
- 流量控制: TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间,TCP的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据,能提示发送方降低发送的速率,防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。 (TCP 利用滑动窗口实现流量控制)
- 拥塞控制: 当网络拥塞时,减少数据的发送。
- ARQ协议: 也是为了实现可靠传输的,它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送,等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。
- 超时重传: 当 TCP 发出一个段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段。
- 应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块。
- TCP 给发送的每一个包进行编号,接收方对数据包进行排序,把有序数据传送给应用层。
- TCP 的接收端会丢弃重复的数据。
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