TCP協(xié)議與UDP協(xié)議的區(qū)別

首先咱們弄清楚，TCP協(xié)議和UCP協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的聯(lián)系门扇，很多人犯糊涂了雹有，一直都是說TCP/IP協(xié)議與UDP協(xié)議的區(qū)別，我覺得這是沒有從本質(zhì)上弄清楚網(wǎng)絡(luò)通信臼寄！

TCP/IP協(xié)議是一個(gè)協(xié)議簇霸奕。里面包括很多協(xié)議的。UDP只是其中的一個(gè)吉拳。之所以命名為TCP/IP協(xié)議质帅，因?yàn)門CP,IP協(xié)議是兩個(gè)很重要的協(xié)議，就用他兩命名了。**TCP/IP協(xié)議集包括應(yīng)用層,傳輸層煤惩，網(wǎng)絡(luò)層嫉嘀，網(wǎng)絡(luò)訪問層。其中應(yīng)用層包括:超文本傳輸協(xié)議(HTTP):萬維網(wǎng)的基本協(xié)議. 文件傳輸(TFTP簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議): 遠(yuǎn)程登錄(Telnet),提供遠(yuǎn)程訪問其它主機(jī)功能,它允許用戶登錄 internet主機(jī),并在這臺(tái)主機(jī)上執(zhí)行命令. 網(wǎng)絡(luò)管理(SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議),該協(xié)議提供了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方法,以及配置管理,統(tǒng)計(jì)信息收集,性能管理及安全管理等. 域名系統(tǒng)(DNS),該系統(tǒng)用于在internet中將域名及其公共廣播的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成IP地址. 其次網(wǎng)絡(luò)層包括: Internet協(xié)議(IP) Internet控制信息協(xié)議(ICMP) 地址解析協(xié)議(ARP) 反向地址解析協(xié)議(RARP) 最后說網(wǎng)絡(luò)訪問層:網(wǎng)絡(luò)訪問層又稱作主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)層(host-to-network).網(wǎng)絡(luò)訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射,以及將IP封裝成幀.基于不同硬件類型的網(wǎng)絡(luò)接口,網(wǎng)絡(luò)訪問層定義了和物理介質(zhì)的連接.當(dāng)然我這里說得不夠完善魄揉，TCP/IP協(xié)議本來就是一門學(xué)問吃沪，每一個(gè)分支都是一個(gè)很復(fù)雜的流程，但我相信每位學(xué)習(xí)軟件開發(fā)的同學(xué)都有必要去仔細(xì)了解一番什猖。

下面我著重講解一下TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別票彪。

TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）是面向連接的協(xié)議不狮，也就是說降铸，在收發(fā)數(shù)據(jù)前，必須和對(duì)方建立可靠的連接摇零。一個(gè)TCP連接必須要經(jīng)過三次“對(duì)話”才能建立起來推掸，其中的過程非常復(fù)雜，只簡(jiǎn)單的描述下這三次對(duì)話的簡(jiǎn)單過程：主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)出連接請(qǐng)求數(shù)據(jù)包：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)驻仅，可以嗎谅畅？”，這是第一次對(duì)話噪服；主機(jī)B向主機(jī)A發(fā)送同意連接和要求同步（同步就是兩臺(tái)主機(jī)一個(gè)在發(fā)送毡泻，一個(gè)在接收，協(xié)調(diào)工作）的數(shù)據(jù)包：“可以粘优，你什么時(shí)候發(fā)仇味？”，這是第二次對(duì)話雹顺；主機(jī)A再發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包確認(rèn)主機(jī)B的要求同步：“我現(xiàn)在就發(fā)丹墨，你接著吧！”嬉愧，這是第三次對(duì)話贩挣。三次“對(duì)話”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過三次“對(duì)話”之后没酣，主機(jī)A才向主機(jī)B正式發(fā)送數(shù)據(jù)王财。詳細(xì)點(diǎn)說就是：（文章部分轉(zhuǎn)載http://zhangjiangxing-gmail-com.iteye.com，主要是這個(gè)人講解得很到位四康，的確很容易使人理解Ｌ虏）TCP****三次握手過程1 主機(jī)A通過向主機(jī)B 發(fā)送一個(gè)含有同步序列號(hào)的標(biāo)志位的數(shù)據(jù)段給主機(jī)B ,向主機(jī)B 請(qǐng)求建立連接,通過這個(gè)數(shù)據(jù)段,主機(jī)A告訴主機(jī)B 兩件事:我想要和你通信;你可以用哪個(gè)序列號(hào)作為起始數(shù)據(jù)段來回應(yīng)我.2 主機(jī)B 收到主機(jī)A的請(qǐng)求后,用一個(gè)帶有確認(rèn)應(yīng)答(ACK)和同步序列號(hào)(SYN)標(biāo)志位的數(shù)據(jù)段響應(yīng)主機(jī)A,也告訴主機(jī)A兩件事:我已經(jīng)收到你的請(qǐng)求了,你可以傳輸數(shù)據(jù)了;你要用哪佧序列號(hào)作為起始數(shù)據(jù)段來回應(yīng)我3 主機(jī)A收到這個(gè)數(shù)據(jù)段后,再發(fā)送一個(gè)確認(rèn)應(yīng)答,確認(rèn)已收到主機(jī)B 的數(shù)據(jù)段:"我已收到回復(fù),我現(xiàn)在要開始傳輸實(shí)際數(shù)據(jù)了這樣3次握手就完成了,主機(jī)A和主機(jī)B 就可以傳輸數(shù)據(jù)了.3次握手的特點(diǎn)沒有應(yīng)用層的數(shù)據(jù)SYN這個(gè)標(biāo)志位只有在TCP建產(chǎn)連接時(shí)才會(huì)被置1握手完成后SYN標(biāo)志位被置0TCP****建立連接要進(jìn)行3次握手,而斷開連接要進(jìn)行4次1 當(dāng)主機(jī)A完成數(shù)據(jù)傳輸后,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請(qǐng)求2 主機(jī)B收到FIN后對(duì)其作出響應(yīng),確認(rèn)這一方向上的TCP連接將關(guān)閉,將ACK置13 由B 端再提出反方向的關(guān)閉請(qǐng)求,將FIN置14 主機(jī)A對(duì)主機(jī)B的請(qǐng)求進(jìn)行確認(rèn),將ACK置1,雙方向的關(guān)閉結(jié)束.由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連接的通信方式,大大提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性,使發(fā)送數(shù)據(jù)端和接收端在數(shù)據(jù)正式傳輸前就有了交互,為數(shù)據(jù)正式傳輸打下了可靠的基礎(chǔ)名詞解釋ACK TCP報(bào)頭的控制位之一,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn).確認(rèn)由目的端發(fā)出,用它來告訴發(fā)送端這個(gè)序列號(hào)之前的數(shù)據(jù)段都收到了.比如,確認(rèn)號(hào)為X,則表示前X-1個(gè)數(shù)據(jù)段都收到了,只有當(dāng)ACK=1時(shí),確認(rèn)號(hào)才有效,當(dāng)ACK=0時(shí),確認(rèn)號(hào)無效,這時(shí)會(huì)要求重傳數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)的完整性.SYN 同步序列號(hào),TCP建立連接時(shí)將這個(gè)位置1FIN 發(fā)送端完成發(fā)送任務(wù)位,當(dāng)TCP完成數(shù)據(jù)傳輸需要斷開時(shí),提出斷開連接的一方將這位置1TCP****的包頭結(jié)構(gòu)：**源端口 16位目標(biāo)端口 16位序列號(hào) 32位回應(yīng)序號(hào) 32位TCP頭長(zhǎng)度 4位reserved 6位控制代碼 6位窗口大小 16位偏移量 16位校驗(yàn)和 16位選項(xiàng) 32位(可選)這樣我們得出了TCP包頭的最小長(zhǎng)度，為20字節(jié)闪金。

UDP（User Data Protocol疯溺，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）

（1） UDP是一個(gè)非連接的協(xié)議论颅，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接，當(dāng)它想傳送時(shí)就簡(jiǎn)單地去抓取來自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)囱嫩，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上恃疯。在發(fā)送端，UDP傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)的速度墨闲、計(jì)算機(jī)的能力和傳輸帶寬的限制今妄；在接收端，UDP把每個(gè)消息段放在隊(duì)列中鸳碧，應(yīng)用程序每次從隊(duì)列中讀一個(gè)消息段盾鳞。
（2） 由于傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，因此也就不需要維護(hù)連接狀態(tài)瞻离，包括收發(fā)狀態(tài)等腾仅，因此一臺(tái)服務(wù)機(jī)可同時(shí)向多個(gè)客戶機(jī)傳輸相同的消息。
（3） UDP信息包的標(biāo)題很短套利，只有8個(gè)字節(jié)推励，相對(duì)于TCP的20個(gè)字節(jié)信息包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制算法的調(diào)節(jié)肉迫，只受應(yīng)用軟件生成數(shù)據(jù)的速率验辞、傳輸帶寬、源端和終端主機(jī)性能的限制喊衫。
（5）UDP使用盡最大努力交付跌造，即不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的鏈接狀態(tài)表（這里面有許多參數(shù)）格侯。
（6）UDP是面向報(bào)文的鼻听。發(fā)送方的UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來的報(bào)文财著，在添加首部后就向下交付給IP層联四。既不拆分，也不合并撑教，而是保留這些報(bào)文的邊界朝墩，因此，應(yīng)用程序需要選擇合適的報(bào)文大小伟姐。
我們經(jīng)常使用“ping”命令來測(cè)試兩臺(tái)主機(jī)之間TCP/IP通信是否正常收苏，其實(shí)“ping”命令的原理就是向?qū)Ψ街鳈C(jī)發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，然后對(duì)方主機(jī)確認(rèn)收到數(shù)據(jù)包愤兵，如果數(shù)據(jù)包是否到達(dá)的消息及時(shí)反饋回來鹿霸，那么網(wǎng)絡(luò)就是通的。
UDP的包頭結(jié)構(gòu)：
源端口 16位
目的端口 16位
長(zhǎng)度 16位
校驗(yàn)和 16位

小結(jié)TCP與UDP的區(qū)別：
1.基于連接與無連接秆乳；
2.對(duì)系統(tǒng)資源的要求（TCP較多懦鼠，UDP少）钻哩；
3.UDP程序結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單；
4.流模式與數(shù)據(jù)報(bào)模式 肛冶；
5.TCP保證數(shù)據(jù)正確性街氢，UDP可能丟包，TCP保證數(shù)據(jù)順序睦袖，UDP不保證珊肃。

UDPsendDemo 發(fā)送端

package controller.Inetaddress;

import controller.DataSource.DataSourceDemo;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * 實(shí)現(xiàn)步驟
 * 創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象 ，封裝數(shù)據(jù)馅笙，接收地址和端口
 * 創(chuàng)建DatagramSocket對(duì)象伦乔，的send方法
 * 關(guān)閉資源
 */
public class UDPsendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        byte[] data = "你好1".getBytes();
        InetAddress inet = InetAddress.getByName("localhost");
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length, inet, 9000);
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        ds.send(dp);
        ds.close();
    }
}

UDPReceive 接收端

package controller.Inetaddress;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPReceive {

    /**
     * 實(shí)現(xiàn)UDP的接收端
     * 實(shí)現(xiàn)封裝數(shù)據(jù)包
     * 實(shí)現(xiàn)輸出傳輸
     * 實(shí)現(xiàn)步驟
     * 1、創(chuàng)建DatagramSocket對(duì)象董习，綁定數(shù)據(jù)端口號(hào)
     * 2评矩、創(chuàng)建字節(jié)數(shù)組，接收發(fā)來的數(shù)據(jù)
     * 3阱飘、創(chuàng)建數(shù)據(jù)包對(duì)象斥杜，DatagramPacket
     * 4、調(diào)用DatagramSocket的receive（）沥匈；
     * 5蔗喂、拆包
     * 發(fā)送的IP地址
     * 數(shù)據(jù)包對(duì)象DatagramPacket方法getAddress()獲取的是發(fā)送端的IP地址對(duì)象
     * 返回值是InetAddress對(duì)象
     * 接收到的字節(jié)個(gè)數(shù)
     * 數(shù)據(jù)包對(duì)象DatagramPacket方法 getLength()
     * 發(fā)送方的端口號(hào)
     * 數(shù)據(jù)包對(duì)象DatagramPacket方法 getPort()發(fā)送端口
     * 6、 關(guān)閉資源
     */

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9000);
        byte[] data = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length);

        ds.receive(dp);

        //獲取發(fā)送端的IP地址對(duì)象
        String ip = dp.getAddress().getHostAddress();

        //獲取發(fā)送的端口號(hào)
        int port = dp.getPort();

        //獲取接收到的字節(jié)個(gè)數(shù)
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data, 0, length) + "..." + ip + ":" + port);
        ds.close();

    }

}

TCP 的客戶端和服務(wù)器端

// 客戶端
package controller.TcpDemo;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * 構(gòu)造方法：
 *      Socket(String host,int port)
 *      連接成功高帖，就會(huì)與服務(wù)器連接缰儿，否則就報(bào)錯(cuò)
 *      OutputStream getOutputStream() 返回套接字的輸出流 傳到服務(wù)器
 *
 *      InputStream  getInputStream()  返回套接字的輸入流，從服務(wù)器讀取數(shù)字
 *
 */
public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好!".getBytes());

        // 接收服務(wù)器的數(shù)據(jù)
        InputStream in = socket.getInputStream();
        byte[] data = new byte[1024];
        int len = in.read(data);
        System.out.println(new String(data,0,len));
        socket.close();
    }
}
// 服務(wù)器端
package controller.TcpDemo;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream in = socket.getInputStream();

        // 接收客戶端的數(shù)據(jù)
        byte[] data = new byte[1024];
        System.out.println(new String(data, 0, in.read(data)));
        // 發(fā)送給客戶端數(shù)據(jù)
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("收到散址，謝謝".getBytes());
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}