網絡知識之TCP/UDP篇
2024-09-12 21:52:25
供稿：網友
我們學習過什么是“數據包”。理解數據包，對于網絡管理的網絡安全具有至關重要的意義。比 如，防火墻的作用本質就是檢測網絡中的數據包，判斷其是否違反了預先設置的規則，如果違反就加以阻止。圖1就是瑞星個人版防火墻軟件設置規則的界面。細心 的讀者會發現，圖1中的“協議”欄中有“TCP”、“UDP”等名詞，它們是什么意思呢？現在我們就來講講什么是TCP和UDP。
面向連接的TCP
“面向連接”就是在正式通信前必須要與對方建立起連接。比如你給別人打電話，必須等線路接通了、對方拿起話筒才能相互通話。
TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是基于連接的協議，也就是說，在正式收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能 建立起來，其中的過程非常復雜，我們這里只做簡單、形象的介紹，你只要做到能夠理解這個過程即可。我們來看看這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連 接請求數據包：“我想給你發數據，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A發送同意連接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工 作）的數據包：“可以，你什么時候發？”，這是第二次對話；主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧！”，這是第三次對話。 三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發送數據。
TCP協議能為應用程序提供可靠的通信連接，使一臺計算機發出的字節流無差錯地發往網絡上的其他計算機，對可靠性要求高的數據通信系統往往使用TCP協議傳輸數據。
我們來做一個實驗，用計算機A（安裝Windows 2000 Server操作系統）從“網上鄰居”上的一臺計算機B拷貝大小為8,644,608字節的文件，通過狀態欄右下角網卡的發送和接收指標就會發現：雖然是 數據流是由計算機B流向計算機A，但是計算機A仍發送了3,456個數據包，如圖2所示。這些數據包是怎樣產生的呢？因為文件傳輸時使用了TCP/IP協 議，更確切地說是使用了面向連接的TCP協議，計算機A接收數據包的時候，要向計算機B回發數據包，所以也產生了一些通信量。
如果事先用網絡監視器監視網絡流量，就會發現由此產生的數據流量是9,478,819字節，比文件大小多出10.96%（如圖3所示），原因不僅在于數據包和幀本身占用了一些空間，而且也在于TCP協議面向連接的特性導致了一些額外的通信量的產生。
面向非連接的UDP協議
“面向非連接”就是在正式通信前不必與對方先建立連接，不管對方狀態就直接發送。這與現在風行的手機短信非常相似：你在發短信的時候，只需要輸入對方手機號就OK了。
UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）是與TCP相對應的協議。它是面向非連接的協議，它不與對方建立連接，而是直接就把數據包發送過去！
UDP適用于一次只傳送少量數據、對可靠性要求不高的應用環境。比如，我們經常使用 “ping”命令來測試兩臺主機之間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。例如，在默認狀態下，一次“ping”操作發送4個數據包（如圖2所示）。大家可以看到， 發送的數據包數量是4包，收到的也是4包（因為對方主機收到后會發回一個確認收到的數據包）。這充分說明了UDP協議是面向非連接的協議，沒有建立連接的 過程。正因為UDP協議沒有連接的過程，所以它的通信效果高；但也正因為如此，它的可靠性不如TCP協議高。QQ就使用UDP發消息，因此有時會出現收不到消息的情況。
TCP協議和UDP協議各有所長、各有所短，適用于不同要求的通信環境。TCP協議和UDP協議之間的差別如附表所示。
