從鏈接的角度理解UDP協(xié)議
對于TCP和UDP協(xié)議的了解,您覺得是否已經(jīng)掌握全面了呢?不少朋友都反映,他們覺得這兩方面的概念并不好區(qū)分。那么今天我們就從其他角度來為大家講解一下這兩種協(xié)議。首先我們需要來了解倆個概念,面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù),應(yīng)用面向連接的服務(wù)時,客戶和服務(wù)器在進行數(shù)據(jù)發(fā)送前,彼此向?qū)Ψ桨l(fā)送控制分組,這就是所謂的握手過程,使得客戶和服務(wù)器都做好分組交換準備。這個準備是很松散的,面向連接服務(wù)與很多其他的服務(wù)捆綁在一起,包括可靠的數(shù)據(jù)傳輸,流量控制和擁塞控制等,依賴連接以正確的順序無錯地傳遞所有數(shù)據(jù)。還要使用確認和重傳機制實現(xiàn)來可靠性。而無連接服務(wù)側(cè)是沒有握手過程的,當一方想發(fā)送數(shù)據(jù)時就直接了當?shù)匕l(fā)送,因為沒有握手過程也就沒有什么流量控制和擁塞控制,這樣數(shù)據(jù)可能傳輸?shù)酶欤?,由于也沒有確認過程,源端就不知道那些分組到達了目的端。因此可能在傳輸過程中丟失數(shù)據(jù),不適合用在一些文件的傳輸,可以用在因特網(wǎng)電話,視頻會議什么的。
TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(擁護數(shù)據(jù)報協(xié)議)是傳輸層的倆個傳輸協(xié)議,它們倆個的***區(qū)別就是是否面向連接。
TCP包括了面向連接和可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),在客戶端和服務(wù)器端進行通信前,要先交換傳輸層控制信息,為雙方的通信做好準備。在這個握手階段后,我們就可以認為在這倆個進程間存在一個TCP連接,且是一個全雙工的連接,在消息發(fā)送完后,應(yīng)用程序會告訴TCP拆除這個連接??煽康膫鬏敺?wù)為了保障彼此通信能無差錯地順序傳遞所有數(shù)據(jù)。
當其中任何一個應(yīng)用程序把一個字節(jié)流傳如套接字時,它可以指望TCP把同樣的字節(jié)流傳遞到對方的套接字,中間不回丟失和重傳。TCP是因特網(wǎng)的一種公益服務(wù),其目的是能調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸過程中的一些問題,因此還要包含一個擁塞機制。TCP擁塞機制在網(wǎng)絡(luò)變得擁塞時阻止發(fā)送進程。確切地說,TCP擁塞控制試圖把每個TCP連接限定在它所公平共享的網(wǎng)絡(luò)帶寬上。對于有最小帶寬需求限制的實時音頻或視頻應(yīng)用來說,阻止其帶寬那就讓它們不能正常工作,此外,我們能想象一下,在網(wǎng)絡(luò)電話通話時,偶爾的不連續(xù)是可以容忍的,可見實時應(yīng)用可以容忍丟失少部分數(shù)據(jù),不需要完全可靠服務(wù)。
說了這么多,TCP能提供的好的服務(wù),再看一下其缺點吧,首先,TCP不保證最小傳輸率,通俗點說,TCP不允許發(fā)送進程以想要的速率發(fā)送數(shù)據(jù),受到TCP擁塞控制的調(diào)節(jié),發(fā)送進程有可能被迫以一個較低的平均速率發(fā)送。其次,TCP不提供任何延時保障,具體點說,發(fā)送進程把數(shù)據(jù)傳入自己的TCP套接字后,這個數(shù)據(jù)將最終到達其接受套接字,但是中間所經(jīng)歷的時間就不能保證了 ,花幾秒或則幾分鐘都不一定。
UDP協(xié)議是一個非面向連接的輕量級傳輸協(xié)議,具有一個最簡單的服務(wù)模型。UDP是無連接的,因此兩個進程彼此通信之前沒有握手過程。UDP協(xié)議提供不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),也就是說當一個進程往自己套接字發(fā)送一個消息時,UDP不能保障這個消息回最終到達接受套接字。另外,就確實到達接收套節(jié)字的消息而言,他們的到達順序也可能不是有序的。
UDP不含擁塞控制機制,因此發(fā)送進程能夠以任意速率往UDP套接字發(fā)送數(shù)據(jù),盡管不能保證所有數(shù)據(jù)都到達接收套接字,但是會有相當比列的數(shù)據(jù)到達。實時應(yīng)用程序的開發(fā)人員往往選擇在UDP協(xié)議上運行他們的應(yīng)用。與TCP類似,UDP也不提供任何延遲保證。
說了這么多,我們可以通過下表來體會一下上面說的真正含義。
應(yīng) 用 |
應(yīng)用層協(xié)議 |
用來支撐的傳輸協(xié)議 |
電子郵件 |
SMTP(RFC82) |
TCP |
遠程終端訪問 |
Telenet |
TCP |
WEB |
HTTP |
TCP |
文件傳送 |
FTP |
TCP |
遠程文件服務(wù)器 |
NFS |
TCP或UDP |
流多媒體 |
專屬 |
UDP或TCP |
因特網(wǎng)電話 |
專屬 |
一般為UDP |
在表中我們看到,電子郵件,遠程終端訪問,WEB和文件傳送都使用TCP協(xié)議,這些應(yīng)用選擇TCP的主要原因是在于TCP提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),能夠保證所有數(shù)據(jù)最終到達其目的地。我們還看到,因特網(wǎng)電話一般運行在UDP協(xié)議上面,一個因特網(wǎng)電話應(yīng)用的倆端都得以某個最小速率跨越網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù);另外,因特網(wǎng)電話可以容忍數(shù)據(jù)丟失,從這個倆個條件來看,都適合UDP,不需要可靠的TCP傳輸服務(wù)。
總的來說,TCP能保證傳遞全部數(shù)據(jù),而UDP不能,且他們都不提供延遲保證。他們不提供延遲保證,并不意味著時間敏感的應(yīng)用不能運行在現(xiàn)在的因特網(wǎng)上,而是應(yīng)用是通過一些其他的方法來保證這些需要。