TCP、UDP以及HTTP的简单讲解

本文深入解析TCP、UDP及HTTP协议的区别与联系,探讨它们在网络通信中的角色。从TCP/IP协议族的角度出发,阐述了HTTP如何基于TCP实现,以及UDP的非连接特性。同时,文章还介绍了三次握手过程和Socket的概念。

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TCP、UDP以及HTTP的简单讲解

先来一个讲TCP、UDP和HTTP关系的

1、TCP/IP是个协议组,可分为三个层次:网络层、传输层和应用层。
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。
在传输层中有TCP协议与UDP协议。
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。
因此,HTTP本身就是一个协议,是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

TCP 是基于 TCP 协议实现的网络文本协议,属于传输层。
UDP 是和TCP 对等的,属于传输层,UDP 和 TCP 有重要的区别。

2、HTTP协议是建立在请求/响应模型上的。首先由客户建立一条与服务器的TCP链接,并发送一个请求到服务器,请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME样式的消息。服务器响应一个状态行,包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息。
HTTP/1.0为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接,因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。
另外,为了获得适当的传输速度,则需要TCP花费额外的回路链接时间(RTT)。每一次链接的建立需要这种经常性的开销,而其并不带有实际有用的数据,只是保证链接的可靠性,因此HTTP/1.1提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应消息,因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销。

这里有必要再讲一下三次握手的过程:

第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;ACK:确认字符(Acknowledgement)

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。

3、结论:虽然HTTP本身是一个协议,但其最终还是基于TCP的。不过,目前,有人正在研究基于TCP+UDP混合的HTTP协议。

Socket是什么呢?
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

HTTP、TCP、UDP、Socket (转)
socket2
(网络接口层、网络层、传输层和应用层)

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,其中的过程非常复杂,我们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。

UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接就把数据包发送过去!
UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如,我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。例如,在默认状态下,一次“ping”操作发送4个数据包(如图2所示)。大家可以看到,发送的数据包数量是4包,收到的也是4包(因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包)。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程,所以它的通信效果高;但也正因为如此,它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息,因此有时会出现收不到消息的情况。

tcp协议和udp协议的差别
TCP UDP
是否连接 面向连接 面向非连接
传输可靠性 可靠 不可靠
应用场合 传输大量数据 少量数据
速度 慢 快

转载:https://www.cnblogs.com/xiohao/p/4439164.html

### TCPUDP 协议的基本概念 TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)均属于传输层协议,用于在网络环境中实现数据的高效传递。然而,两者的理念和技术特性存在显著差异。 #### 工作原理 - **TCP 的工作原理** TCP 是一种面向连接的、可靠的传输协议。其核心目标是确保数据能够安全、完整地从源端传送到目的端。为此,TCP 提供了一系列机制来保障数据传输的质量,包括但不限于校验和验证、确认应答以及重发丢失的数据包等功能[^2]。具体而言,在实际通信之前,双方设备需先完成三次握手过程以建立稳定连接;随后进入正常数据交换阶段;最后通过四次挥手断开链接释放资源。 - **UDP 的工作原理** 相较之下,UDP 则采取了一种更为简单直接的方式来进行数据传送 —— 它并不关心每次发送出去的信息是否成功抵达接收方,也不具备自动纠错能力。正因为如此,这种设计使得基于 UDP 的应用程序可以享受到更快捷的服务速度,尤其是在那些对延迟敏感却能容忍少量丢帧现象发生的场合下尤为适用,比如在线视频播放或者网络游戏等场景中经常可以看到它的身影[^1]。 ### 主要区别 | 特性 | TCP | UDP | |-----------------|-----------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------| | 连接方式 | 面向连接 | 无连接 | | 可靠性 | 可靠性强,提供错误检测、流量控制及拥塞管理 | 不可靠,不保证消息送达 | | 数据单位 | 字节流 | 报文 | | 应用场景 | 文件下载/上传、电子邮件收发 | 实时音视频通话、DNS查询 | 综上所述,尽管两者同属传输层范畴内的关键技术手段之一,但由于各自侧重方向的不同决定了它们分别适合应用于不同类型的任务需求当中去[^3]。 ```python import socket # 创建一个基于TCP的Socket对象 tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建一个基于UDP的Socket对象 udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) ```
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