[网络协议]TCP协议和UDP协议

1.TCP协议的特性

TCP协议在IP协议软件提供服务的基础上，支持面向连接的、可靠的、面向流的服务。

（1）面向流的投递服务

应用程序之间传输的数据可被视为无结构的字节流（或位流），流投递服务保证收发的字节顺序完全一致。

（2）面向连接的投递服务

流传输之前，TCP收发模块之间需建立（类似虚电路），其后的TCP报文在此连接上传输。TCP连接报文通过IP数据报进行传输，由于IP数据报的传输导致ARP地址映射表的产生，从而保证了后继的TCP报文可以具有相同的路径。

（3）可靠的传输服务

发送方TCP模块在形成TCP报文的同时，形成一个“累计核对”。“累计核对”类似于校验和，并随同TCP报文一起传输。接收方TCP模块根据该校验和判断传输的正确性：如果传输不正确，接收方简单地丢弃该TCP报文；否则进行应答。发送方如果在规定地时间内未能获得应答报文，则自动进行重传。

（4）缓冲传输

为了保证数据传输地效率，TCP模块提供强制性传输（立即传输）和缓冲传输两种手段。缓冲传输允许将应用程序地数据流积累到一定的体积，形成报文，再进行传输。

（5）全双工传输

TCP模块之间可以进行全双工的数据流交换。

（6)流量控制

TCP模块提供滑动窗口机制支持收发TCP模块之间的端到端流量控制。

2.TCP端口和连接

TCP模块以IP模块为传输基础，同时又可向多种应用程序提供传输服务。为了能够区分对应的应用程序，引入了TCP端口号含义。

TCP端口类似于OSI中传输层服务访问点，与一个16位的整数值相对应，该整数值也被称为TCP端口号。需要服务的应用程序与某个端口号进行连接，此时，TCP模块就可以通过该TCP端口与应用进程通信。

由于IP地址可以对应到因特网中的某台主机，而TCP端口号可对应到主机上某个应用进程，因此,TCP模块采用IP地址和端口号的对偶来标识TCP连接的端点。一条TCP连接实质上对应了一对TCP端点。

3.TCP窗口机制

TCP的特点之一是提供体积可变的滑动窗口机制，支持端到端的流量控制。TCP的窗口以字节为单位进行调整，以适应接收方的处理能力。

处理过程：

（1）TCP连接阶段，双方协商窗口尺寸，同时接受方预留数据缓存区。

（2）发送方根据协商的结果，发送符合窗口的尺寸的数据字节流，并等待对方的确认。

（3）接收方根据当前的处理能力，调整接收窗口的尺寸，并在确认中告知发送方。

（4）发送方根据确认信息，改变窗口的尺寸，增加或减小发送未得到确认的字节流中的字节数。调整过程包括：如果出现发送拥塞，则应将发送窗口缩小为原来的一半，同时将超时重传的时间间隔扩大一倍。

TCP的窗口机制和确认保证了数据传输的可靠性和流量控制。

4.UDP

UDP是TCP/IP协议簇中等同于TCP的通信协议，其差异在于：UDP直接利用IP进行UDP数据报的传输，因此UDP提供的是无连接、不可靠的数据报投递服务。

UDP常用于数据量较少的数据传输。例如,域名系统中地址/IP地址的映射请求和应答采用UDP进行传输，以减少TCP连接的过程，提高工作过效率。

当使用UDP传输信息流时，用户负责解决排序、差错确认等问题。