(37)-6.3 TCP和UDP協(xié)議Linux程序設(shè)計(jì)

TCP和UDP協(xié)議學(xué)習(xí)目標(biāo)熟練掌握用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP和傳輸控制協(xié)議TCPTCP和UDP協(xié)議TCP/IP協(xié)議傳輸層使用的最廣泛的兩個(gè)協(xié)議分別是TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。UDP套接口是數(shù)據(jù)報(bào)套接字（DatagramSocket）的一種，而TCP套接口是字節(jié)流套接字（StreamSocket）的一種。TCP和UDP協(xié)議服務(wù)的類型一般可以分為兩大類:面向連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)是指在傳輸數(shù)據(jù)前，必須先建立連接，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢后，再釋放連接的服務(wù)。無(wú)連接的服務(wù)。無(wú)連接的服務(wù)指的是通信時(shí)不需要先建立連接，通信結(jié)束后也不必釋放連接的服務(wù)。TCP和UDP協(xié)議面向連接服務(wù)的特點(diǎn)如下：面向連接具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接3個(gè)過程。面向連接的每一個(gè)數(shù)據(jù)分組中均帶該分組數(shù)據(jù)的源E地址和目的IP地址。面向連接的服務(wù)是可靠的。面向連接服務(wù)的協(xié)議較為復(fù)雜。TCP和UDP協(xié)議無(wú)連接服務(wù)的特點(diǎn)如下：無(wú)連接服務(wù)中的數(shù)據(jù)傳輸過程不需要經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的3個(gè)過程。無(wú)連接服務(wù)的可靠性不好，這種服務(wù)常常被稱為是“盡最大努力交付”。但是協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單，通信效率較高。TCP和UDP協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)是一種無(wú)連接的、不可靠的傳輸層協(xié)議。傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol）是一種面向連接的、可靠的傳輸層協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)是一種無(wú)連接的、不可靠的傳輸層協(xié)議。UDP在傳輸數(shù)據(jù)前不需要建立連接，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后自然也不需要釋放連接。UDP雖然設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但在很多情況下有非常大的作用。UDP數(shù)據(jù)報(bào)的格式用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個(gè)字段，即首部宇段和數(shù)據(jù)字段。UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部字段格式比較簡(jiǎn)單，其中包含源端口號(hào)、目的端口號(hào)、UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度、檢驗(yàn)和字段。源端口號(hào)：用于標(biāo)記該數(shù)據(jù)報(bào)的源端口號(hào)。目的端口號(hào)：用于標(biāo)記該數(shù)據(jù)報(bào)的目的端口號(hào)。UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，包括數(shù)據(jù)報(bào)首部長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度。檢驗(yàn)和字段，用于防止用戶數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中出錯(cuò)。UDP數(shù)據(jù)報(bào)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的特點(diǎn)如下：UDP是一個(gè)無(wú)連接協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前不建立連接。UDP不保證交付的可靠性，只是盡最大努力交付雖然UDP是個(gè)不可靠的協(xié)議，但在傳輸某些方面的數(shù)據(jù)時(shí)卻具有很多優(yōu)勢(shì)。例如，在屏幕上報(bào)告股票市場(chǎng)、在屏幕上顯示航空信息等。另外還有域名轉(zhuǎn)換、鏈路協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理、遠(yuǎn)程文件服務(wù)、ip電話等應(yīng)用。傳輸控制協(xié)議TCP

傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)提供面向連接的服務(wù)。TCP在數(shù)據(jù)傳輸前必須先建立連接，在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后釋放連接。TCP連接是可靠的全雙工信道。傳輸控制協(xié)議TCP

TCP報(bào)文段分為首部和數(shù)據(jù)兩部分。首部包含字段有：源端口：指定了發(fā)送端的端口。目的端口：指定了接收端的端口。序號(hào)：首部中的“序號(hào)”則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)中第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。傳輸控制協(xié)議TCP

數(shù)據(jù)偏移：數(shù)據(jù)偏移在TCP報(bào)文段首部中占4個(gè)比特，由于數(shù)據(jù)偏移的單位是4個(gè)字節(jié)，所以其可以表示的最大偏移量為60個(gè)字節(jié)。保留：值為0。以下是6個(gè)比特位，其意義如下：緊急比特URG：當(dāng)URG=l時(shí)，表明此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送，而不是按原來的排隊(duì)順序傳送。確認(rèn)比特ACK：該比特在建立連接時(shí)使用。推送比特PSH：當(dāng)推送PSH=1時(shí)，發(fā)送端會(huì)立即將該報(bào)文段發(fā)送出去，而接收端在接收到推送比特為1的報(bào)文段時(shí)，也會(huì)盡快地從接收緩存中取出來交給應(yīng)用進(jìn)程。復(fù)位比特RST：當(dāng)RST=1時(shí)，表明TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)，必須釋放連接，然后再重新建立連接。同步比特SYN：在建立連接時(shí)用來同步序號(hào)。終止比特FIN：用來釋放一個(gè)連接。當(dāng)FIN0時(shí)，此位無(wú)效。當(dāng)FIN=1時(shí)，表明此報(bào)文段發(fā)送端的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，并要求釋放連接。傳輸控制協(xié)議TCP

窗口：窗口字段用來控制對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié),在后面講到流量控制與擁塞控制時(shí)將會(huì)詳細(xì)介紹窗口的概念。檢驗(yàn)和：檢驗(yàn)和字段檢驗(yàn)的范圍包括首部和數(shù)據(jù)兩部分。和UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)一樣，在計(jì)算機(jī)檢驗(yàn)和時(shí)，要在TCP報(bào)文段的前面加上12字節(jié)的偽首部。偽首部的格式與UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的偽首部一樣。不同的是，UDP中協(xié)議的值為17，而TCP中協(xié)議的值是6。接收端收到此報(bào)文后，仍要加上該偽首部來計(jì)算檢驗(yàn)和。選項(xiàng)：該字段長(zhǎng)度可變并且可邊，主要用于測(cè)試。填充：該字段用于填充TCP報(bào)文段，