網絡協議之TCP和UDP
首先強調一點，TCP/IP協議是一個協議簇。里面包括很多協議的，UDP只是其中的一個， 之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP、IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。
兩個協議的區別實際使用時，只需要記住“TCP正常連接發送數據時一般不會產生丟包(排除上下層其他因素)，而UDP產生丟包是很常見的事。”
1 下面著重講解一下TCP協議和UDP協議的區別
- 基于連接與無連接;
- 對系統資源的要求(TCP較多，UDP少);
- UDP程序結構較簡單;
- 流模式與數據報模式 ;
- TCP保證數據正確性，UDP可能丟包;
- TCP保證數據順序，UDP不保證。
通過以上分析，可能會有人認為，鑒于TCP可靠的傳輸協議，那么它一定優于UDP，其實不然。
下面舉例說明這個問題：
TCP用于在傳輸層有必要實現可靠傳輸的情況。由于它是面向有鏈接并具備順序控制、重發控制等機制，所以它可以為應用提供可靠傳輸。
在另方面，UDP主要用于那些對高速傳輸和實時性較高要求的通信或廣播通信。我們舉一個例子-通過IP電話進行通話，如果使用TCP，數據在傳輸圖中如果丟失會被重發，但這樣無法流暢地傳輸通話人的聲音，會導致無法進行正常交流。而采用UDP，它不會進行重發處理。從而也就不會有聲音大幅度延遲到達的問題。即使有部分數據丟失，也只是會影響某一小部分的通話。此外，在多播與廣播信道中也使用UDP而不是TCP。
TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)是面向連接的協議，也就是說，在收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。 一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：
- 主機A向主機B發出連接請求數據包：“我想給你發數據，可以嗎?”，這是第一次對話;
- 主機B向主機A發送同意連接和要求同步 (同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工作)的數據包 ：“可以，你什么時候發?”，這是第二次對話;
- 主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧!”， 這是第三次對話。
三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發送數據，這也是保證可靠傳輸的先決條件。
6 UDP(User Data Protocol，用戶數據報協議)
- UDP是一個非連接的協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數據，并盡可能快地把它扔到網絡上。 在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、 計算機的能力和傳輸帶寬的限制;在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。
- 由于傳輸數據不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。
- UDP信息包的標題很短，只有8個字節，相對于TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。
- 吞吐量不受擁擠控制算法的調節，只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、 源端和終端主機性能的限制。
- UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持復雜的鏈接狀態表(這里面有許多參數)。
- UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文， 在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分，也不合并，而是保留這些報文的邊界， 因此，應用程序需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通信是否正常， 其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包， 如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。
ping命令是用來探測主機到主機之間是否可通信，如果不能ping到某臺主機，表明不能和這臺主機建立連接。ping命令是使用 IP 和網絡控制信息協議 (ICMP)，因而沒有涉及到任何傳輸協議(UDP/TCP) 和應用程序。它發送icmp回送請求消息給目的主機。
ICMP協議規定：目的主機必須返回ICMP回送應答消息給源主機。如果源主機在一定時間內收到應答，則認為主機可達。
