面向连接和无连接

主要的区别有两条。

其一:面向连接分为三个阶段,第一是建立连接,在此阶段,发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后,才能开始数据传输,这是第二阶段。接着,当数据传输完毕,必须释放连接。而面向无连接没有这么多阶段,它直接进行数据传输。

其二:面向连接的通信具有数据的保序性, 而面向无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。

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网络编程中最基本的概念就是面向连接(connection-oriented)和无连接(connectionless)协议。尽管本质上来说,两者之间的区别并不难理解,但对那些刚刚开始进行网络编程的人来说,却是个很容易混淆的问题。这个问题与上下文有些关联:很显然,如果两台计算机要进行通信,就必须以某种形式“连接”起来,那“无连接通信”又是什么意思呢?

答案是:面向连接和无连接指的都是协议。也就是说,这些术语指的并不是物理介质本身,而是用来说明如何在物理介质上传输数据的。面向连接和无连接协议可以,而且通常也确实会共享同一条物理介质。

如果两者的区别与承载数据的物理介质无关,又和什么有关呢?它们的本质区别在于,对无连接协议来说,每个分组的处理都独立于所有其他分组,而对面向连接的协议来说,协议实现则维护了与后继分组有关的状态信息。

一、无连接协议和面向连接协议的概念

无连接协议中的分组被称为数据报(datagram),每个分组都是独立寻址,并由应用程序发送的。从协议的角度来看,每个数据报都是一个独立的实体,与在两个相同的对等实体之间传送的任何其他数据报都没有关系,这就意味着协议很可能是不可靠的。也就是说,网络会尽最大努力传送每一个数据报,但并不保证数据报不丢失、不延迟或者不错序传输。

另一方面,面向连接的协议则维护了分组之间的状态,使用这种协议的应用程序通常都会进行长期的对话。记住这些状态,协议就可以提供可靠的传输。比如,发送端可以记住哪些数据已经发送出去了但还未被确认,以及数据是什么时候发送的。如果在某段时间间隔内没有收到确认,发送端可以重传数据。接收端可以记住已经收到了哪些数据,并将重复的数据丢弃。如果分组不是按序到达的,接收端可以将其保存下来,直到逻辑上先于它的分组到达为止。

典型的面向连接协议有三个阶段。第一阶段,在对等实体间建立连接。接下来是数据传输阶段,在这个阶段中,数据在对等实体间传输。最后,当对等实体完成数据传输时,连接被拆除。

一种标准的类比是:使用无连接协议就像寄信,而使用面向连接的协议就像打电话。

二、UDP和TCP协议

既然无连接协议有这么多的缺点,大家可能会奇怪,为什么还要使用这种协议呢?我们会看到,在很多情况下,使用无连接协议构建应用程序都是有意义的。比如,使用无连接协议可以很方便地支持一对多和多对一通信,而面向连接协议通常都需要多个独立的连接才能做到。但更重要的是,无连接协议是构建面向连接协议的基础。TCP/IP 是基于一个4层的协议栈,如下图所示:


如图所示,TCP 和 UDP 都是构建在 IP 之上的。因此,IP 是构建整个 TCP/IP 协议族的基础。但 IP 提供的是一种尽力而为的、不可靠的无连接服务。它接收来自其上层的分组,将它们封装在一个 IP 分组中,根据路由为分组选择正确的硬件接口,从这个接口将分组发送出去。一旦将分组发送出去了,IP 就不再关心这个分组了。和所有无连接协议一样,它将分组发送出去之后就不再记得这个分组了。这种简单性也是 IP 的主要优点。

1、TCP—面向连接服务

它为 TCP 段中的数据提供了校验和。这样有助于确保抵达目的地的数据在传输过程中不会被网络损坏;

它为每字节分配了一个序列号,这样,如果数据抵达目的地时真的错序了,接收端也能够按照恰当的顺序将其重装起来。当然,TCP 并没有为每字节都附加一个序列号。实际上,每个 TCP 段的首部都包含了段中第一字节的序列号。这样,就隐含地知道了段中其他字节的序列号。

TCP 提供了一种确认-重传机制,以确保最终每个段都会被传送出去。

2、UDP—无连接服务

它提供了一个可选的校验和来检测数据的损坏情况。尽管 IP 也有校验和,但它只对 IP 分组首部进行计算,所以,TCP 和 UDP 也都提供了校验和来保护它们自己的首部和数据;

UDP 向 IP添加的第二项特性就是端口的概念。

回到与电话/寄信的类比中来,我们可以把 TCP 连接中的网络地址当作一个办公室总机的电话号码,把端口号当作办公室中某台正被呼叫的特定电话的分机号。同理,可以将UDP网络地址当作一座公寓楼的地址,并把端口号当作公寓楼大厅中的个人邮箱。

转自:https://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/44455565

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