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TCP與UDP~第二式

?xiaoxiao, / 1499人閱讀

摘要：比如旗下的簡歷，推出了物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，就是基于協(xié)議的。報文頭網(wǎng)絡傳輸層中，是面向連接可靠的字節(jié)流傳輸。位標志位作用如下標志表示緊急指針是否有效。我們稱攜帶標識的報文段為確認報文段。標志表示通知對方本端要關閉連接了。

# TCP與UDP

一，分析TCP與UDP報文

TCP與UDP都是位于OSI模型傳輸層的兩個協(xié)議

（1）UDP的報文頭:

如上圖：UDP基本組成包括16位的源端口號和目的端口號+數(shù)據(jù)

通過源端口號和目的端口號來進行傳輸；數(shù)據(jù)部分為保存的具體內(nèi)容

UDP的特點：

????????????? 1，溝通簡單，不需要處理邏輯、和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

????????????? 2，不會建立連接，但是會監(jiān)聽這個地方，誰的數(shù)據(jù)都接收，也會傳輸數(shù)據(jù)給別人；

????????????? 3，二愣子，傳輸完數(shù)據(jù)不管是否丟包，是否會擁塞；

基于UDP實現(xiàn)例子

①直播，直播對實時性的要求比較高，寧可丟包，也不要卡頓的，所以很多直播應用都基于 UDP 實現(xiàn)了自己的視頻傳輸協(xié)議。

②實時的游戲，游戲的特點也是實時性比較高，在這種情況下，采用自定義的可靠的 UDP 協(xié)議，自定義重傳策略，能夠把產(chǎn)生的延遲降到最低，減少網(wǎng)絡問題對游戲造成的影響。

③物聯(lián)網(wǎng)。一方面，物聯(lián)網(wǎng)領域中斷資源少，很可能知識個很小的嵌入式系統(tǒng)，而維護 TCP 協(xié)議的代價太大了；另一方面，物聯(lián)網(wǎng)對實時性的要求也特別高。比如 Google 旗下的 Nest 簡歷 Thread Group，推出了物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議 Thread，就是基于 UDP 協(xié)議的。

（2）TCP報文頭

網(wǎng)絡傳輸層中，TCP是面向連接、可靠的、字節(jié)流傳輸。

TCP協(xié)議通信雙方必須先建立連接，通信雙方必須為該連接分配必要的內(nèi)核資源，以管理連接的狀態(tài)和連接上數(shù)據(jù)的傳輸。TCP是全雙工的，即雙方的數(shù)據(jù)讀寫可通過一個連接進行。完成數(shù)據(jù)交換之后，通信雙方都必須斷開連接以釋放系統(tǒng)資源。

TCP協(xié)議的這種連接是一對一的，它的字節(jié)流服務是多對多的，所以基于廣播和多播（目標是多個主機地址）的應用程序不能使用TCP服務。而無連接的UDP則十分適合這種廣播和多播。

?

?從上往下看報文結(jié)構(gòu)，分析如下：

首先，可以看到16位源端口和目標端口號。和UDP一樣

包的序號：解決亂序問題，先來后到

32位確認號（acknowledgement number）：用作對另一方發(fā)送來的TCP報文段的響應。其值是收到的TCP報文段的序號值加1。

6位標志位作用如下：

URG標志:表示緊急指針（urgent pointer）是否有效。

ACK標志:表示確認號是否有效。我們稱攜帶ACK標識的TCP報文段為確認報文段。

PSH標志:提示接收端應用程序應該立即從TCP接收緩沖區(qū)中讀走數(shù)據(jù)，為接收后續(xù)數(shù)據(jù)騰出空間（如果應用程序不將接收

到的數(shù)據(jù)讀走，它們就會一直停留在TCP接收緩沖區(qū)中）。

RST標志:表示要求對方重新建立連接。我們稱攜帶RST標志的TCP報文段為復位報文段。

SYN標志:表示請求建立一個連接。我們稱攜帶SYN標志的TCP報文段為同步報文段。

FIN標志:表示通知對方本端要關閉連接了。我們稱攜帶FIN標志的TCP報文段為結(jié)束報文段。

狀態(tài)位，SYN是發(fā)起一個鏈接，ACK是回復，RST是重新連接，F(xiàn)IN是結(jié)束連接。

因為TCP是面向連接的，因此需要雙方維護連接的狀態(tài)，不然雙方連接狀態(tài)的變化會直接導致出錯；

窗口的大小設置，進行流量控制，標識自己當前的處理能力；它告訴對方本端的TCP接收緩沖區(qū)還能容納多少字節(jié)的數(shù)據(jù)，這樣對方就可以控制發(fā)送數(shù)據(jù)的速度。

其次，TCP 的順序問題，丟包問題，流量控制都是通過滑動窗口來解決的

擁塞控制時也是通過擁塞窗口來解決的。

延伸常談的一些問題：順序問題、擁塞控制、丟包問題、連接維護、流量控制

二，TCP 的三次握手

首先建立連接，連接后需要連接維護，同時商量如何順序發(fā)送包，也就是處理好包的序號問題

TCP 的建立連接稱為三次握手，簡單來說就是鄰居之間日常問候，①老張對老李說;吃飯了不；②老李看到老張消息，回復說：吃了沒吃飽啊，還要整點夜宵不；③老張收到老李消息：可以啊，走起。

理解來說就是，老張發(fā)送了吃飯請求也收到了老力吃了的響應，老李收到了老張請求消息并響應了老張的請求。雙方有來有回，和打太極一樣。

詳解分析具體過程

?分析圖中的具體字段意思：closed(未連接)、listen(監(jiān)聽)、SYN-SENT(同步發(fā)送)、SYN-RCVD(同步收到)、ESTABLISHED(建立連接)

分析過程：

①初始狀態(tài)，客戶端和服務器都處于 CLOSED 狀態(tài)，然后這時服務端主動監(jiān)聽某個端口，處于 LISTEN 狀態(tài)。

②客戶端主動發(fā)起連接 SYN(請求建立連接)，之后處于 SYN-SENT 狀態(tài)，被服務器端監(jiān)聽到。

③服務端接收了客戶端發(fā)起的連接，并返回 SYN(請求建立連接)，并且 ACK ( 確認 ) 客戶端的 SYN，然后處于 SYN-SENT 狀態(tài)。

④客戶端接收到服務端發(fā)送的 SYN 和 ACK ，確認了服務端的請求即ACK了，進入了ESTABLISHED狀態(tài)。然后將它確認連接的消息發(fā)送給了服務器。

⑤服務器收到了客戶端的ACK，也進入ESTABLISHED狀態(tài)。至此這兩兄弟建立友誼連接；

四，TCP與UDP的區(qū)別

  • TCP 是面向連接的，UDP 是面向無連接的
  • UDP程序結(jié)構(gòu)較簡單，TCP程序結(jié)
  • TCP 是面向字節(jié)流的，UDP 是基于數(shù)據(jù)報的
  • TCP 保證數(shù)據(jù)正確性，UDP 可能丟包
  • TCP 保證數(shù)據(jù)順序，UDP 不保證

五，為什么說TCP可以實現(xiàn)可靠連接

? (1) 排好隊，一個一個來，按部就班的進行，有條不紊； TCP 報文頭里面的序號能使 TCP 的數(shù)? 據(jù)按序到達，從而使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無差錯的，不丟失，不重復，且按順序到達。

（2)誰遲到，誰沒來，都要明確；報文頭里面的確認序號能保證不丟包，累計確認及超時重傳機制

（3)飯量時時管控好，不然肉肉來找抱；報文頭的窗口大小，進行流量控制，標識自己當前的處理能力；它告訴對方本端的TCP接收緩沖區(qū)還能容納多少字節(jié)的數(shù)據(jù)，這樣對方就可以控制發(fā)送數(shù)據(jù)的速度。

各位道友學習之后有建議可以共同探討探討哦

一步兩步往上沖~

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