TCP與UDP協(xié)議在通信系統(tǒng)中的作用
在通信應(yīng)用中加入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,一下子拓展了通信的空間?;ヂ?lián)網(wǎng)浩瀚的傳輸空間,讓通信的發(fā)展跨了一大步?,F(xiàn)在我們就來說一下有關(guān)于在GPRS中的TCP與UDP協(xié)議的基本原理和使用。GPRS應(yīng)用于個人商務(wù)網(wǎng)絡(luò),主要訪問網(wǎng)頁、收發(fā)郵件等,各種應(yīng)用有確定的協(xié)議,但在工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃袠I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中,用戶面對可選的TCP與UDP傳輸,沒有明確的標(biāo)準(zhǔn),業(yè)主單位、設(shè)備供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商常常為在GPRS網(wǎng)絡(luò)上選用何種傳輸協(xié)議進(jìn)行長時間討論與測試。本文將兩種協(xié)議進(jìn)行對比,從可靠性、適用性、資費等方面深入討論在GPRS網(wǎng)絡(luò)上,兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議在不同應(yīng)用領(lǐng)域的適用性。
1、GPRS行業(yè)應(yīng)用
GPRS當(dāng)前應(yīng)用廣泛的行業(yè)有電力、油田、工業(yè)控制、運輸、金融、證券、商業(yè)、公共安全業(yè)、天氣預(yù)報、交通信息實時發(fā)布等,應(yīng)用特點是數(shù)據(jù)量小,發(fā)送時間間隔大,或不定時發(fā)送。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,具有成本低、組網(wǎng)迅速靈活、范圍廣、專業(yè)隊伍維護(hù)的優(yōu)勢。
應(yīng)用中,用戶在GPRS網(wǎng)絡(luò)上可選擇TCP與UDP協(xié)議,由于沒有明確的標(biāo)準(zhǔn),選用何種協(xié)議讓業(yè)主單位、設(shè)備供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商常常為在選用何種傳輸協(xié)議進(jìn)行長時間討論,并且進(jìn)行了大量測試,幾乎每個項目都要進(jìn)行小規(guī)模試驗,影響了GPRS在行業(yè)應(yīng)用的進(jìn)程。系統(tǒng)運行效果除受協(xié)議選擇影響外,還受到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、使用方式、外圍設(shè)備的影響。很多試驗的結(jié)果不盡一致,不能準(zhǔn)確反映TCP與UDP協(xié)議選擇帶來的效果。讓TCP與UDP選擇再次陷入新一輪討論與測試過程。
2、兩種傳輸協(xié)議的定義與主要特征的比較
關(guān)于TCP、UDP兩種協(xié)議的詳細(xì)講解請參閱相關(guān)資料,這里針對行業(yè)應(yīng)用的特點進(jìn)行說明。
UDP是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的運輸層協(xié)議:進(jìn)程的每個輸出操作都正好產(chǎn)生一個UDP數(shù)據(jù)報,并組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報。
UDP不提供可靠性連接:它把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去,但是并不保證它們能到達(dá)目的地。
TCP與UDP協(xié)議都使用相同的網(wǎng)絡(luò)層(IP)。TCP提供了一種可靠的面向連接的字節(jié)流運輸層服務(wù)。
TCP向應(yīng)用層提供與UDP完全不同的服務(wù)。TCP提供一種面向連接的、可靠的字節(jié)流服務(wù)。TCP將用戶數(shù)據(jù)打包構(gòu)成報文段;它發(fā)送數(shù)據(jù)后啟動一個定時器,等待對端數(shù)據(jù)確認(rèn);另一端對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn),對失序的數(shù)據(jù)重新排序,丟棄重復(fù)數(shù)據(jù);TCP提供端到端的流量控制,并計算和驗證一個強(qiáng)制性的端到端檢驗和。
面向連接意味著兩個使用TCP的應(yīng)用(通常是一個客戶和一個服務(wù)器)在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個TCP連接。這一過程與打電話很相似,先撥號振鈴,等待對方摘機(jī)說“喂",然后才說明是誰。
TCP傳輸協(xié)議連接過程:
首先建立連接,TCP用三個報文段完成連接的建立。這個過程也稱為三次握手(three-way handshake)。
終止一個連接要經(jīng)過4次握手。
數(shù)據(jù)發(fā)送必須經(jīng)過接收方確認(rèn),并且有超時重傳等保障機(jī)制,這是TCP傳輸有一定保障的根本原因。
可以看到,TCP在傳輸中提供了可靠的通訊保障,使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會因為種種原因而丟失。
TCP與UDP協(xié)議提供不同的傳輸方式與不同的傳輸質(zhì)量,TCP以增加網(wǎng)絡(luò)開銷的方式提供傳輸保障。在GPRS網(wǎng)絡(luò)實際測試,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常情況下,從GPRS DTU->GPRS網(wǎng)絡(luò)->互聯(lián)網(wǎng)->用戶數(shù)據(jù)中心這個通路上,UDP傳輸有效性>99%,TCP傳輸有效性≈100%,TCP基本保證了可靠性傳輸。