7.TCP和UDP的區別和應用場景

TCP UDP
TCP與UDP基本區別
  1.基於連接與無連接
  2.TCP要求系統資源較多,UDP較少; 
  3.UDP程序結構較簡單 
  4.流模式(TCP)與數據報模式(UDP); 
  5.TCP保證數據正確性,UDP可能丟包 
  6.TCP保證數據順序,UDP不保證 
  
UDP應用場景:
  1.面向數據報方式
  2.網絡數據大多爲短消息 
  3.擁有大量Client
  4.對數據安全性無特殊要求
  5.網絡負擔非常重,但對響應速度要求高
 
具體編程時的區別
   1.socket()的參數不同 
   2.UDP Server不需要調用listen和accept 
   3.UDP收發數據用sendto/recvfrom函數 
   4.TCP:地址信息在connect/accept時確定 
   5.UDP:在sendto/recvfrom函數中每次均 需指定地址信息 
   6.UDP:shutdown函數無效

 
編程區別
   通常我們在說到網絡編程時默認是指TCP編程,即用前面提到的socket函數創建一個socket用於TCP通訊,函數參數我們通常填爲SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0),這表示建立一個socket用於流式網絡通訊。 
   SOCK_STREAM這種的特點是面向連接的,即每次收發數據之前必須通過connect建立連接,也是雙向的,即任何一方都可以收發數據,協議本身提供了一些保障機制保證它是可靠的、有序的,即每個包按照發送的順序到達接收方。 

  而SOCK_DGRAM這種是User Datagram Protocol協議的網絡通訊,它是無連接的,不可靠的,因爲通訊雙方發送數據後不知道對方是否已經收到數據,是否正常收到數據。任何一方建立一個socket以後就可以用sendto發送數據,也可以用recvfrom接收數據。根本不關心對方是否存在,是否發送了數據。它的特點是通訊速度比較快。大家都知道TCP是要經過三次握手的,而UDP沒有。 

基於上述不同,UDP和TCP編程步驟也有些不同,如下:

TCP: 
TCP編程的服務器端一般步驟是: 
  1、創建一個socket,用函數socket(); 
  2、設置socket屬性,用函數setsockopt(); * 可選 
  3、綁定IP地址、端口等信息到socket上,用函數bind(); 
  4、開啓監聽,用函數listen(); 
  5、接收客戶端上來的連接,用函數accept(); 
  6、收發數據,用函數send()和recv(),或者read()和write(); 
  7、關閉網絡連接; 
  8、關閉監聽; 

TCP編程的客戶端一般步驟是: 
  1、創建一個socket,用函數socket(); 
  2、設置socket屬性,用函數setsockopt();* 可選 
  3、綁定IP地址、端口等信息到socket上,用函數bind();* 可選 
  4、設置要連接的對方的IP地址和端口等屬性; 
  5、連接服務器,用函數connect(); 
  6、收發數據,用函數send()和recv(),或者read()和write(); 
  7、關閉網絡連接;

UDP:
與之對應的UDP編程步驟要簡單許多,分別如下: 
  UDP編程的服務器端一般步驟是: 
  1、創建一個socket,用函數socket(); 
  2、設置socket屬性,用函數setsockopt();* 可選 
  3、綁定IP地址、端口等信息到socket上,用函數bind(); 
  4、循環接收數據,用函數recvfrom(); 
  5、關閉網絡連接; 

UDP編程的客戶端一般步驟是: 
  1、創建一個socket,用函數socket(); 
  2、設置socket屬性,用函數setsockopt();* 可選 
  3、綁定IP地址、端口等信息到socket上,用函數bind();* 可選 
  4、設置對方的IP地址和端口等屬性; 
  5、發送數據,用函數sendto(); 
  6、關閉網絡連接;

TCP和UDP是OSI模型中的運輸層中的協議。TCP提供可靠的通信傳輸,而UDP則常被用於讓廣播和細節控制交給應用的通信傳輸。

UDP補充:
   UDP不提供複雜的控制機制,利用IP提供面向無連接的通信服務。並且它是將應用程序發來的數據在收到的那一刻,立刻按照原樣發送到網絡上的一種機制。即使是出現網絡擁堵的情況下,UDP也無法進行流量控制等避免網絡擁塞的行爲。此外,傳輸途中如果出現了丟包,UDO也不負責重發。甚至當出現包的到達順序亂掉時也沒有糾正的功能。如果需要這些細節控制,那麼不得不交給由採用UDO的應用程序去處理。換句話說,UDP將部分控制轉移到應用程序去處理,自己卻只提供作爲傳輸層協議的最基本功能。UDP有點類似於用戶說什麼聽什麼的機制,但是需要用戶充分考慮好上層協議類型並製作相應的應用程序。

TCP補充:
  TCP充分實現了數據傳輸時各種控制功能,可以進行丟包的重發控制,還可以對次序亂掉的分包進行順序控制。而這些在UDP中都沒有。此外,TCP作爲一種面向有連接的協議,只有在確認通信對端存在時纔會發送數據,從而可以控制通信流量的浪費。TCP通過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連接管理以及窗口控制等機制實現可靠性傳輸。


TCP與UDP區別總結:
1、TCP面向連接(如打電話要先撥號建立連接);UDP是無連接的,即發送數據之前不需要建立連接
2、TCP提供可靠的服務。也就是說,通過TCP連接傳送的數據,無差錯,不丟失,不重複,且按序到達;UDP盡最大努力交付,即不保   證可靠交付
3、TCP面向字節流,實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的
  UDP沒有擁塞控制,因此網絡出現擁塞不會使源主機的發送速率降低(對實時應用很有用,如IP電話,實時視頻會議等)
4、每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一,一對多,多對一和多對多的交互通信
5、TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小,只有8個字節
6、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道,UDP則是不可靠信道

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