TCP、UDP协议详解

    在了解TCP和UDP之前，我们需要来了解俩个概念，面向连接的服务和无连接的服务，应用面向连接的服务时，客户和服务器在进行数据发送前，彼此向对方发送控制分组，这就是所谓的握手过程，使得客户和服务器都做好分组交换准备。这个准备是很松散的，面向连接服务与很多其他的服务捆绑在一起，包括可靠的数据传输，流量控制和拥塞控制等，依赖连接以正确的顺序无错地传递所有数据。还要使用确认和重传机制实现来可靠性。而无连接服务侧是没有握手过程的，当一方想发送数据时就直接了当地发送，因为没有握手过程也就没有什么流量控制和拥塞控制，这样数据可能传输得更快，但是，由于也没有确认过程，源端就不知道那些分组到达了目的端。因此可能在传输过程中丢失数据，不适合用在一些文件的传输，可以用在因特网电话，视频会议什么的。

    TCP（传输控制协议）和UDP（拥护数据报协议）是传输层的俩个传输协议，它们俩个的最大区别就是是否面向连接。

    TCP包括了面向连接和可靠数据传输服务，在客户端和服务器端进行通信前，要先交换传输层控制信息，为双方的通信做好准备。在这个握手阶段后，我们就可以认为在这俩个进程间存在一个TCP连接，且是一个全双工的连接，在消息发送完后,应用程序会告诉TCP拆除这个连接。可靠的传输服务为了保障彼此通信能无差错地顺序传递所有数据。

    当其中任何一个应用程序把一个字节流传如套接字时，它可以指望TCP把同样的字节流传递到对方的套接字，中间不回丢失和重传。TCP是因特网的一种公益服务，其目的是能调节数据传输过程中的一些问题，因此还要包含一个拥塞机制。TCP拥塞机制在网络变得拥塞时阻止发送进程。确切地说，TCP拥塞控制试图把每个TCP连接限定在它所公平共享的网络带宽上。对于有最小带宽需求限制的实时音频或视频应用来说，阻止其带宽那就让它们不能正常工作，此外，我们能想象一下，在网络电话通话时，偶尔的不连续是可以容忍的，可见实时应用可以容忍丢失少部分数据，不需要完全可靠服务。

    说了这么多,TCP能提供的好的服务，再看一下其缺点吧，首先，TCP不保证最小传输率，通俗点说，TCP不允许发送进程以想要的速率发送数据，受到TCP拥塞控制的调节，发送进程有可能被迫以一个较低的平均速率发送。其次，TCP不提供任何延时保障，具体点说，发送进程把数据传入自己的TCP套接字后，这个数据将最终到达其接受套接字，但是中间所经历的时间就不能保证了 ，花几秒或则几分钟都不一定。

    UDP是一个非面向连接的轻量级传输协议，具有一个最简单的服务模型。UDP是无连接的，因此两个进程彼此通信之前没有握手过程。UDP提供不可靠的数据传输服务，也就是说当一个进程往自己套接字发送一个消息时，UDP不能保障这个消息回最终到达接受套接字。另外，就确实到达接收套节字的消息而言，他们的到达顺序也可能不是有序的。
  
    UDP不含拥塞控制机制，因此发送进程能够以任意速率往UDP套接字发送数据，尽管不能保证所有数据都到达接收套接字，但是会有相当比列的数据到达。实时应用程序的开发人员往往选择在UDP上运行他们的应用。与TCP类似，UDP也不提供任何延迟保证。

    说了这么多，我们可以通过下表来体会一下上面说的真正含义。

    在表中我们看到，电子邮件，远程终端访问，WEB和文件传送都使用TCP协议，这些应用选择TCP的主要原因是在于TCP提供了可靠的数据传输服务，能够保证所有数据最终到达其目的地。我们还看到，因特网电话一般运行在UDP协议上面，一个因特网电话应用的俩端都得以某个最小速率跨越网络发送数据；另外，因特网电话可以容忍数据丢失，从这个俩个条件来看，都适合UDP，不需要可靠的TCP传输服务。

    总的来说，TCP能保证传递全部数据，而UDP不能，且他们都不提供延迟保证。他们不提供延迟保证，并不意味着时间敏感的应用不能运行在现在的因特网上，而是应用是通过一些其他的方法来保证这些需要。