计网学习笔记(10)- TCP 与 UDP

TCP 与 UDP

两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。
(1)TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段(segment)。
(2)UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。

可靠信道与不可靠信道

TCP:一种面向连接的协议

(1)提供面向连接的服务。
(2)传送的数据单位协议是 TCP 报文段 (segment)。
(3)TCP 不提供广播或多播服务。
(4)由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。

UDP:一种无连接协议

(1)提供无连接服务。
(2)在传送数据之前不需要先建立连接。
(3)传送的数据单位协议是 UDP 报文或用户数据报。
(4)对方的运输层在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。
(5)虽然 UDP 不提供可靠交付,但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。

常用的熟知端口号

UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能:
(1)复用和分用的功能
(2)差错检测的功能

UDP 的主要特点

(1) UDP 是无连接的,发送数据之前不需要建立连接,因此减少了开销和发送数据之前的时延。(无连接)
(2) UDP 使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的连接状态表。(不可靠)
(3) UDP 是面向报文的。UDP 对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。UDP 一次交付或发送一个完整的报文。(面向报文)
(4) UDP 没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。很适合多媒体通信的要求。
(5) UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。(双工性)
(6) UDP 的首部开销小,只有 8 个字节,比 TCP 的 20 个字节的首部要短。

UDP首部格式

在计算检验和时,临时把“伪首部”和 UDP 用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和,既不向上传送也不向下递交。

UDP的检验和是把首部和数据部分一起都检验,IP数据报的检验和只检验IP数据报的首部。


UDP 基于端口的分用
TCP 的主要特点

(1)TCP 是面向连接的运输层协议。
(2)每一条 TCP 连接只能有两个端点 (endpoint),每一条 TCP 连接只能是点对点的(一对一)。
(3)TCP 提供可靠交付的服务。
(4)TCP 提供全双工通信。
(5)面向字节流

TCP 中的“流”(stream)指的是流入或流出进程的字节序列。
“面向字节流”的含义是:虽然应用程序和 TCP 的交互是一次一个数据块,但 TCP 把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串无结构的字节流。

TCP 不保证接收方应用程序所收到的数据块和发送方应用程序所发出的数据块具有对应大小的关系。(比如发送方应用程序交给发送方10个数据块,但接受方的TCP可能只用4个数据块就把收到的字节流交付上层的应用程序。)但接收方应用程序收到的字节流必须和发送方应用程序发出的字节流完全一样。

  • TCP 不关心应用进程一次把多长的报文发送到 TCP 缓存。
  • TCP 对连续的字节流进行分段,形成 TCP 报文段。
  • TCP 根据对方给出的窗口值当前网络拥塞的程度来决定一个报文段应包含多少个字节(UDP 发送的报文长度是应用进程给出的)。
TCP 的连接
  • 每一条 TCP 连接有两个端点。
  • TCP 连接的端点不是主机,不是主机的IP 地址,不是应用进程,也不是运输层的协议端口。TCP 连接的端点叫做套接字 (socket) 或插口。端口号拼接到 (contatenated with) IP 地址即构成了套接字。 每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点(即两个套接字)所确定。
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