計算機網絡-TCP和UDP總結（區別、優缺點、應用場景）

參考：

https://blog.csdn.net/weixin_43784305/article/details/104918771

https://www.cnblogs.com/xiaomayizoe/p/5258754.html

https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81122894

https://blog.csdn.net/xiaoyuerp/article/details/84102318

 

 

 

 

 

TCP和UDP總結（區別、優缺點、應用實例）

 

TCP和UDP的區別和優缺點以及應用實例

TCP和UDP區別總結：

1. TCP面向連接，UDP是無連接的
   TCP在開始數據傳輸之前要經過三次握手，UDP卻不需要任何准備即可進行數據傳輸，因此UDP不會引入建立連接的時延
2. TCP提供可靠的服務，UDP盡最大努力交付，即不保證可靠交付
   TCP傳輸數據具有重傳機制，如果在傳輸數據的過程中發生丟包事件，發送方會重傳丟失的分組，所以TCP保證發送的分組一定能到達接收方，因此是可靠的。
   UDP在應用層得到數據后，附加上用於多路復用/多路分解服務的源端口號和目的端口號字段后，直接將形成的報文段傳輸給網絡，而網絡層是不可靠的，因而不能保證數據傳輸的可靠性。（可以在應用層實現UDP數據傳輸的可靠性）
3. UDP具有較好的實時性，工作效率比TCP高
   UDP在傳輸數據前不需要建立連接，沒有繁瑣的握手過程，沒有復雜的擁塞控制算法和重傳機制，所以UDP相對於TCP具有較高的效率。
4. 每一條TCP連接只能是點到點，UDP支持一對一、一對多、多對多
5. TCP對系統資源要求較多，UDP對系統資源要求較少
   TCP建立連接后，會為連接分配發送緩存和接受緩存，維護擁塞控制變量以及序號和確認號的參數，因此需要占用較多的系統資源。而UDP是無連接的，對系統資源要求較少

為什么UDP有時比TCP更有優勢？

1. 網速的提升給UDP的穩定性提供可靠網絡保障，丟包率很低，如果使應用層重傳，能夠確保傳輸的可靠性
2. TCP為了實現網絡通信的可靠性，使用了復雜的擁塞控制機制算法，建立了繁瑣的握手過程，由於TCP內置的系統協議棧中，極難對其進行改進。
3. 基於UDP對實時性要求較為嚴格的情況下，采用自定義重傳機制，能夠把丟包產生的延遲降到最低，盡量減少網絡對進程造成影響

UDP實現可靠數據傳輸的實例

TCP和UDP應用的例子

TCP應用：

1. FTP：文件傳輸協議
2. SSH：安全登錄、文件傳送（SCP）和端口重定向
3. Telnet：不安全文本傳送
4. SMTP：簡單郵件傳輸協議
5. HTTP：超文本傳輸協議

UDP應用：

1. 流媒體

   如果采用TCP，一旦發生丟包，TCP會將后續包緩存起來，等前面的包重傳並接收到后再繼續發送，延遲會越來越大。基於UDP的協議入WebRTC使極佳的選擇。

2. 實時游戲

   對實時要求較為嚴格的情況下，采用自定義的可靠UDP協議，自定義重傳策略，能哦把丟包產生的延遲降到最低，盡量減少網絡問題對游戲性造成的影響。

3. 物聯網

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TCP和UDP的優缺點及區別

TCP的優點： 可靠，穩定 TCP的可靠體現在TCP在傳遞數據之前，會有三次握手來建立連接，而且在數據傳遞時，有確認、窗口、重傳、擁塞控制機制，在數據傳完后，還會斷開連接用來節約系統資源。 TCP的缺點： 慢，效率低，占用系統資源高，易被攻擊 TCP在傳遞數據之前，要先建連接，這會消耗時間，而且在數據傳遞時，確認機制、重傳機制、擁塞控制機制等都會消耗大量的時間，而且要在每台設備上維護所有的傳輸連接，事實上，每個連接都會占用系統的CPU、內存等硬件資源。 而且，因為TCP有確認機制、三次握手機制，這些也導致TCP容易被人利用，實現DOS、DDOS、CC等攻擊。

UDP的優點： 快，比TCP稍安全 UDP沒有TCP的握手、確認、窗口、重傳、擁塞控制等機制，UDP是一個無狀態的傳輸協議，所以它在傳遞數據時非常快。沒有TCP的這些機制，UDP較TCP被攻擊者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是無法避免攻擊的，比如：UDP Flood攻擊…… UDP的缺點： 不可靠，不穩定 因為UDP沒有TCP那些可靠的機制，在數據傳遞時，如果網絡質量不好，就會很容易丟包。 基於上面的優缺點，那么： 什么時候應該使用TCP： 當對網絡通訊質量有要求的時候，比如：整個數據要准確無誤的傳遞給對方，這往往用於一些要求可靠的應用，比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協議，POP、SMTP等郵件傳輸的協議。 在日常生活中，常見使用TCP協議的應用如下： 瀏覽器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件傳輸 ………… 什么時候應該使用UDP： 當對網絡通訊質量要求不高的時候，要求網絡通訊速度能盡量的快，這時就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常見使用UDP協議的應用如下： QQ語音 QQ視頻 TFTP ……

有些應用場景對可靠性要求不高會用到UPD，比如長視頻，要求速率

小結TCP與UDP的區別：

1.基於連接與無連接；
2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3.UDP程序結構較簡單；
4.流模式與數據報模式 ；

5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證。

 

tcp協議和udp協議的差別 
TCP UDP 
是否連接 面向連接 面向非連接 
傳輸可靠性 可靠 不可靠 
應用場合 傳輸大量數據 少量數據 
速度 慢 快

TCP與UDP區別總結：

1、TCP面向連接（如打電話要先撥號建立連接）;UDP是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接

2、TCP提供可靠的服務。也就是說，通過TCP連接傳送的數據，無差錯，不丟失，不重復，且按序到達;UDP盡最大努力交付，即不保證可靠交付

3、TCP面向字節流，實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的

UDP沒有擁塞控制，因此網絡出現擁塞不會使源主機的發送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視頻會議等）

4、每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信

5、TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小，只有8個字節

6、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道，UDP則是不可靠信道

 

 

 

 

 

 

 

 

TCP與UDP的技術面試考點

面試時回答此類問題，先介紹兩者的概念，再闡述兩者的區別

TCP和UDP是OSI模型中的運輸層中的協議。TCP提供可靠的通信傳輸，而UDP則常被用於讓廣播和細節控制交給應用的通信傳輸。

1.TCP（Transmission Control Protocol）的概念

 TCP是一種面向連接的，提供可靠交付服務和全雙工通信的，基於字節流的端到端的傳輸層通信協議。
TCP在傳輸數據之前必須先建立連接（TCP連接過程參見：https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809），數據傳輸結束后要釋放連接。
每一條TCP連接只能有2個端點，故TCP不提供廣播或多播服務。
TCP提供可靠交付，通過TCP連接傳輸的數據，無差錯、不丟失、不重復、並且按序到達。
TCP是面向字節流的。雖然應用進程和TCP的交互是一次一個數據塊(大小不等），但TCP把英語程序交下來的數據看成僅僅是一連串的無結構的字節流。TCP並不知道所傳輸的字節流的含義。

   2 . UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）
（1）UDP是一個非連接的協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數據，並盡可能快地把它扔到網絡上。在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。
（2） 由於傳輸數據不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態，包括收發狀態等，因此一台服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。
（3）UDP信息包的標題很短，只有8個字節，相對於TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制算法的調節，只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。
（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持復雜的鏈接狀態表（這里面有許多參數）。
（6）UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分，也不合並，而是保留這些報文的邊界，因此，應用程序需要選擇合適的報文大小。

UDP應用場景：
  1.面向數據報方式
  2.網絡數據大多為短消息 
  3.擁有大量Client
  4.對數據安全性無特殊要求
  5.網絡負擔非常重，但對響應速度要求高

3. TCP與UDP區別總結：
1）、TCP面向連接（如打電話要先撥號建立連接）;UDP是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接
2）、TCP提供可靠的服務。也就是說，通過TCP連接傳送的數據，無差錯，不丟失，不重復，且按序到達;UDP盡最大努力交付，即不保   證可靠交付
3）、TCP面向字節流，實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的
  UDP沒有擁塞控制（），因此網絡出現擁塞不會使源主機的發送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視頻會議等）
4）、每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信
5）、TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小，只有8個字節
6）、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道，UDP則是不可靠信道

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TCP和UDP的區別

　(1)同步：端口下如果同是來了兩個客戶端請求，第一個連接得到響應，與服務端建立通訊，而第二個請求就會被一直阻塞直到第一個請求完成操作，各請求之間排隊，順序執行。
　(2)異步呢，就是同時來兩個或者多個請求，服務端就同時響應多個客戶端，同時給他們連接。各個客戶端與服務器的通訊是並行的，一個客戶端不必等另一個客戶端完成操作。通常用這兩個方法來接收一個客戶端請求。
　(3)阻塞 調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起。比如：Console.ReadLine(),如果你不向控制台輸入數據，這個方法就會一直等待，知道你輸入數據后才會向下執行。這個時候當前線程被掛起來了，讓CPU去做其他事情。
　(4)非阻塞和阻塞的概念相對應，指在不能立刻得到結果之前，該函數不會阻塞當前線程，而會立刻返回。

syn攻擊

在三次握手過程中，服務器發送SYN-ACK之后，收到客戶端的ACK之前的TCP連接稱為半連接(half-open connect).此時服務器處於Syn_RECV狀態.當收到ACK后，服務器轉入ESTABLISHED狀態.
Syn攻擊就是 攻擊客戶端 在短時間內偽造大量不存在的IP地址，向服務器不斷地發送syn包，服務器回復確認包，並等待客戶的確認，由於源地址是不存在的，服務器需要不斷的重發直 至超時，這些偽造的SYN包將長時間占用未連接隊列，正常的SYN請求被丟棄，目標系統運行緩慢，嚴重者引起網絡堵塞甚至系統癱瘓。
Syn攻擊是一個典型的DDOS攻擊。檢測SYN攻擊非常的方便，當你在服務器上看到大量的半連接狀態時，特別是源IP地址是隨機的，基本上可以斷定這是一次SYN攻擊.在Linux下可以如下命令檢測是否被Syn攻擊
netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV
一般較新的TCP/IP協議棧都對這一過程進行修正來防范Syn攻擊，修改tcp協議實現。主要方法有SynAttackProtect保護機制、SYN cookies技術、增加最大半連接和縮短超時時間等.
但是不能完全防范syn攻擊。

 

TCP和UDP是OSI模型中的運輸層中的協議。TCP提供可靠的通信傳輸，而UDP則常被用於廣播提供面向無連接的通信服務

握手

“我想給你發數據，可以嗎？” （請提供序列號作為起始數據段）SYN：同步序列編號（Synchronize Sequence Numbers）
“可以，你什么時候發？” （已提供序列號）SYN+ACK應答
“我現在就發，你接着吧！”  ACK消息響應

揮手 （A為主動關閉方，可以是SERVICE也可以是CLIENT）

SERVER：傳輸好了，我要關了   1 ) 當主機A完成數據傳輸后,發送FIN,提出停止TCP連接的請求，進入FIN_WAIT1狀態
CLIENT：我看一下                       2 ) 主機B收到FIN后，將發送ACK，進入CLOSE_WAIT狀態
CLIENT：OK ，可以關                 3 ) 由B 端再提出反方向的關閉請求,將發送FIN，並進入LAST_ACK狀態
SERVER： 嗯，我關了                 4 ) 主機A對主機B的請求進行確認收到FIN,將發送ACK,雙方向的關閉結束.進入TIME_WAIT狀態，經過2MSL時間后關閉

 

 

UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）
我們經常使用“ping”命令來測試兩台主機之間TCP/IP通信是否正常，其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包，如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。
UDP應用場景： 1.面向數據報方式  2.網絡數據大多為短消息   3.擁有大量Client  4.對數據安全性無特殊要求  5.網絡負擔非常重，但對響應速度要求高

小結TCP與UDP的區別：    1.基於連接與無連接；    2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；    3.UDP程序結構較簡單；    4.流模式與數據報模式 ；    5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證。

TCP: 
TCP編程的服務器端一般步驟是： TCP包頭的最小長度，為20字節。
　　1、創建一個socket，用函數socket()； 
　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt(); * 可選 
　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind(); 
　　4、開啟監聽，用函數listen()； 
　　5、接收客戶端上來的連接，用函數accept()； 
　　6、收發數據，用函數send()和recv()，或者read()和write(); 
　　7、關閉網絡連接； 
　　8、關閉監聽； 
TCP編程的客戶端一般步驟是： 
　　1、創建一個socket，用函數socket()； 
　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 
　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind();* 可選 
　　4、設置要連接的對方的IP地址和端口等屬性； 
　　5、連接服務器，用函數connect()； 
　　6、收發數據，用函數send()和recv()，或者read()和write(); 
　　7、關閉網絡連接；

UDP:與之對應的UDP編程步驟要簡單許多，分別如下： 
UDP編程的服務器端一般步驟是： 
　　1、創建一個socket，用函數socket()； 
　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 
　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind(); 
　　4、循環接收數據，用函數recvfrom(); 
　　5、關閉網絡連接； 
UDP編程的客戶端一般步驟是： 
　　1、創建一個socket，用函數socket()； 
　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt();* 可選 
　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind();* 可選 
　　4、設置對方的IP地址和端口等屬性; 
　　5、發送數據，用函數sendto(); 
　　6、關閉網絡連接；