tcp,udp 的协议端口如何实现

Posted 2023-05-15

 TCP 和 UDP 都是 IP 层的传输协议，是 IP 与上层之间的处理接口。TCP 和 UDP 协议端口号被设计来区分运行在单个设备上的多重应用程序的 IP 地址。   

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|MAC      | IP           | TCP/UDP      |    Data                           |
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基本情况就是上述帧格式：五元组分别位于MAC, IP, TCP/UDP里面：
MAC里面的type决定了是否是IP帧，IP里面给出了SrcIp和DestIp，TCP、UDP头给出了到底是那种传输层协议。绑定bind主要用于服务，而客户端一般采用连接connect。 其过程就像启动一个服务，然后绑定到一个特定端口，对该端口所有进来的tcp/udp请求进行响应。

一个TCP连接需要由四元组来形成，即(src_ip,src_port,dst_ip,dst_port)。当一个连接请求过来的时候，服务端调用accept函数，新生成一个socket，这个socket所占用的本地端口依然是80端口。由四元组就很容易分析到了，同一个(src_ip,src_port)，它所对应的(dst_ip,dst_port)可以无穷变化，这样就可以建立很多个客户端的请求了。

UDP的connect函数，给udp进行了链接，那么udp的异步错误是不会返回到udp套接字的。般情况下，不connect的udp是不知道对面有没有错的，如果有错，那真的是晕啊。因为万一对面服务挂了，客户端一直都不知道，一直等到死。

再次调用connect有2个目的：1.指定新的ip和端口 （指定新的即可）2.断开套接字 （family成员设置为AF_UNSPEC:sin_family,sin6_family)

对于tcp来说，connect只能调用一次，万万不可调用2次。TCP层为连接状态的维持保留有一段时间,在这段时间内连接状态没有被修改之前是不允许重复connect的。TCP的有一个种2MSL等待时间。

udp在发送数据的时候才知道链接不上，而tcp还没有发送数据的时候，就已经知道链接不上鸟

udp缺乏流量控制，udp发送端淹没接收端是轻而易举的事情。因套接字满而丢弃鸟。高级udp编程时再讲解如何给udp程序增加一些可靠性。

参考技术A 不管TCP还是UDP，都含有网络服务必须的源端口和目的端口信息，以建立和实现网络传输服务。这时，你的疑问就来了：既然都用于传输，为何要搞两个不同的协议呢？这就需要从网络中不同服务的需求来谈起。

在网络中，有些服务，如HTTP、FTP等，对数据的可靠性要求较高，在使用这些服务时，必须保证数据包能够完整无误的送达；而另外一些服务，如DNS、即时聊天工具等，并不需要这么高的可靠性，高效率和实时性才是它们所关心的。根据这两种服务不同的需求，也就诞生了面向连接的TCP协议，以及面向无连接的UDP协议。

这里的连接（Connection）和无连接（Connectionless）是网络传输中常用的术语，它们的关系可以用一个形象地比喻来说明，就是打电话和写信。

打电话时，一个人首先必须拨号（发出连接请求），等待对方响应，接听电话（建立了连接）后，才能够相互传递信息。通话完成后，还需要挂断电话（断开连接），才算完成了整个通话过程。写信则不同，你只需填写好收信人的地址信息，然后将信投入邮局，就算完成了任务。此时，邮局会根据收信人的地址信息，将信件送达指定目的地。

我们可以看到，这两者之间有很大不同。打电话时，通话双方必须建立一个连接，才能够传递信息。连接也保证了信息传递的可靠性，因此，面向连接的协议必然是可靠的。无连接就没有这么多讲究，它不管对方是否有响应，是否有回馈，只管将信息发送出去。就像信件一旦进了邮箱，在它到达目的地之前，你没法追踪这封信的下落；接收者即使收到了信件，也不会通知你信件何时到达。在整个通讯过程中，没有任何保障。因此我们常说，面向无连接的协议也是不可靠的。当然，邮局会尽力将右键送到目的地，99%的情况信件会安全到达，但在少数情况下也有例外。

面向连接的协议比面向无连接的协议在可靠性上有着显著的优势，但建立连接前必须等待接收方响应，传输信息过程中必须确认信息是否传到，断开连接时需要发出响应信号等，无形中加大了面向连接协议的资源开销。具体到TCP和UDP协议来说，除了源端口和目的端口，TCP还包括序号、确认信号、数据偏移、控制标志（通常说的URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）、窗口、校验和、紧急指针、选项等信息，UDP则只包含长度和校验和信息。UDP数据报比TCP小许多，这意味着更小的负载和更有效的使用带宽。许多即时聊天软件采用UDP协议，与此有莫大的关系。 参考技术B tcp和udp传送协议是微软公司和操作系统开发时一起定义好了的，重要的端口已经在dll动态链接库文件和API函数文件里面定义好了的。1-9999的端口大部分都是系统定义好了的。因为操作系统的微软公司的。比如445,135,139,21,22,80,3389,4899,25，端口号都是人家在操作系统内核编程的时候早就定义好了的，1-9999以下通用的端口号是大家约定俗成。文件传输一般用TCP协议，QQ数据一般用UDP，端口号一般在10000以上，程序sokt套接字里面设定，当然在三层交换机，路由器上面也要设置。我说的可不是普通家庭的，是思科的大型交换机，路由器。那里面也要设置端口。 参考技术C 不管TCP还是UDP，都含有网络服务必须的源端口和目的端口信息，以建立和实现网络传输服务。这时，你的疑问就来了：既然都用于传输，为何要搞两个不同的协议呢？这就需要从网络中不同服务的需求来谈起。

在网络中，有些服务，如HTTP、FTP等，对数据的可靠性要求较高，在使用这些服务时，必须保证数据包能够完整无误的送达；而另外一些服务，如DNS、即时聊天工具等，并不需要这么高的可靠性，高效率和实时性才是它们所关心的。根据这两种服务不同的需求，也就诞生了面向连接的TCP协议，以及面向无连接的UDP协议。

这里的连接（Connection）和无连接（Connectionless）是网络传输中常用的术语，它们的关系可以用一个形象地比喻来说明，就是打电话和写信。

打电话时，一个人首先必须拨号（发出连接请求），等待对方响应，接听电话（建立了连接）后，才能够相互传递信息。通话完成后，还需要挂断电话（断开连接），才算完成了整个通话过程。写信则不同，你只需填写好收信人的地址信息，然后将信投入邮局，就算完成了任务。此时，邮局会根据收信人的地址信息，将信件送达指定目的地。

我们可以看到，这两者之间有很大不同。打电话时，通话双方必须建立一个连接，才能够传递信息。连接也保证了信息传递的可靠性，因此，面向连接的协议必然是可靠的。无连接就没有这么多讲究，它不管对方是否有响应，是否有回馈，只管将信息发送出去。就像信件一旦进了邮箱，在它到达目的地之前，你没法追踪这封信的下落；接收者即使收到了信件，也不会通知你信件何时到达。在整个通讯过程中，没有任何保障。因此我们常说，面向无连接的协议也是不可靠的。当然，邮局会尽力将右键送到目的地，99%的情况信件会安全到达，但在少数情况下也有例外。

面向连接的协议比面向无连接的协议在可靠性上有着显著的优势，但建立连接前必须等待接收方响应，传输信息过程中必须确认信息是否传到，断开连接时需要发出响应信号等，无形中加大了面向连接协议的资源开销。具体到TCP和UDP协议来说，除了源端口和目的端口，TCP还包括序号、确认信号、数据偏移、控制标志（通常说的URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）、窗口、校验和、紧急指针、选项等信息，UDP则只包含长度和校验和信息。UDP数据报比TCP小许多，这意味着更小的负载和更有效的使用带宽。许多即时聊天软件采用UDP协议，与此有莫大的关系。

TCP/UDP 协议

传输层建立端口到端口的通信。
网络层的 ip 为我们区分子网，以太网层的 mac 帮我们找到主机。然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

tcp协议

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

udp协议

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。