面试补缺：TCP协议与UDP协议总结

Posted 2021-05-03 三郎君的日常

一：概念介绍

首先要说明的是：TCP本身是传输层的协议， 而TCP/IP是一种网络参考模型。

协议	层级	简单描述
TCP	传输层	面向连接的可靠传输协议‍
TCP/IP	协议栈或称为一种网络服务模型.	网络层只提供面向无连接的服务.传输层提供TCP和UDP两种连接方式.
UDP	传输层	面向无连接；不保证有序
HTTP	应用层 超文本传输协议	它是建立在TCP/IP协议之上的一种应用协议.缺省端口是80. 提供服务端和客户的请求应答的过程. 请求结束后, 主动释放连接.
HTTPS	应用层 加密的超文本传输协议	HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全
Sokcet	介于传输层和应用层之间	封装了传输层的TCP/IP的一组接口.为应用层提供使TCP/IP协议栈传输数据

网景公司设计了SSL（Secure Sockets Layer）协议用于对HTTP协议传输的数据进行加密

TCP/IP:Transmission Control Protocol / Internet Protocol   

        传输控制协议/ 互联网协议 

TCP :Transmission Control Protoco  传输控制协议

UDP :User Datagram Protocol 用户数据报协议

OSI   :Open System Interconnection 开放式系统互联 

HTTP::HyperText Transfer Protocol 超文本传输协议

HTTPS: Hypertext Transfer Protocol Secure 超文本传输安全协议

TCP和UDP协议应用：

TCP三报文握手

TCP和OSI层级对应关系

二：TCP与UDP区别总结

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

UDP和TCP编程步骤也有些不同，如下：

TCP:
TCP编程的服务器端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选

4、开启监听，用函数listen()；

5、接收客户端上来的连接，用函数accept()； 　

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write(); 　　

7、关闭网络连接；closesocket(SocketListen);closesocket(SocketWaiter); 　　

8、关闭监听；SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的，即每次收发数据之前必须通过connect建立连接，而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯，它是无连接的，不可靠的。

TCP编程的客户端一般步骤是：　　

1、创建一个socket，用函数socket()；　　

2、设置socket属性，用函数setsockopt(); 可选

5、连接服务器，用函数connect()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

7、关闭网络连接；

此外：Tcp头部，20字节；UDP首部,8个字节

四：为什么UDP有时比TCP更有优势?

UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。

（1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。

（2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。

采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。