为什么说TCP报文段是面向字节流的,UDP包是面向数据报的

为什么说TCP报文段是面向字节流的,UDP包是面向数据报的?

面向报文的传输方式是应用层交给UDP多长的报文,UDP就照样发送,即一次发送一个报文。因此,应用程序必须选择合适大小的报文。若报文太长,则IP层需要分片,降低效率。若太短,会是IP太小。UDP对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。这也就是说,应用层交给UDP多长的报文,UDP就照样发送,即一次发送一个报文。


虽然应用程序和TCP的交互是一次一个数据块(大小不等),但TCP把应用程序看成是一连串的无结构的字节流。TCP有一个缓冲,当应用程序传送的数据块太长,TCP就可以把它划分短一些再传送。如果应用程序一次只发送一个字节,TCP也可以等待积累有足够多的字节后再构成报文段发送出去。


在TCP建立连接前两次握手的SYN报文中选项字段的MSS值,通信双方商定通信的最大报文长度。如果应用层交付下来的数据过大,就会对数据分段,然后发送;否则通过滑动窗口协议来控制通信双发的数据。

### UDP面向报文与TCP面向字节流的区别及原因 #### 数据处理方式 UDPTCP在数据处理方式上的区别主要体现在“面向报文”面向字节流”的特性上。对于UDP,它直接将应用层提供的消息作为独立的数据报进行传输,操作系统不会对这些消息进行拆分或合并,因此每个UDP报文都对应一个完整的用户消息[^3]。而TCP则将应用层传递的数据视为一串连续的字节流,不保留消息边界。这意味着TCP会根据当前网络状况(如拥塞程度接收方缓存大小)动态决定如何将字节流分割成多个TCP报文段进行传输[^4]。 #### 数据边界 由于UDP面向报文的,接收端每次读取到的数据就是一个完整的用户消息,无需额外处理消息边界问题。相比之下,TCP字节流特性使得接收端无法直接识别消息边界,需要应用层通过协议设计来解决这一问题,例如使用固定长度的消息、特殊分隔符或者明确的消息长度字段[^4]。 #### 可靠性与控制机制 TCP为了保证数据传输的可靠性,采用了多种控制机制,括序列号、确认应答、超时重传等。这些机制确保了每一个字节都能正确无误地传输给对方,并且按顺序重组。这种设计虽然增加了复杂性延迟,但提供了高度可靠的传输服务[^2]。UDP则没有这些复杂的控制机制,它以“尽力而为”的方式传输数据,不对数据的丢失、重复或乱序负责,这使其更适合对实时性要求较高的场景[^5]。 #### 缓冲区处理 在缓冲区管理方面,TCP维护了发送接收缓冲区,能够根据网络条件动态调整数据的发送速率接收顺序。当接收到的数据暂时无法被应用程序读取时,TCP会将其暂存在接收缓冲区中等待进一步处理。而UDP不具备类似的缓冲区管理功能,数据一旦到达就立即提供给应用层,若应用层未能及时处理,则可能导致数据丢失[^5]。 ```python # 示例代码:简单的TCP服务器实现 import socket def tcp_server(): server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) server_socket.bind(("localhost", 9999)) server_socket.listen(5) print("TCP Server is listening...") client_socket, addr = server_socket.accept() data = client_socket.recv(1024) print(f"Received from {addr}: {data.decode()}") client_socket.sendall("Hello, Client!".encode()) client_socket.close() server_socket.close() tcp_server() ``` ```python # 示例代码:简单的UDP服务器实现 import socket def udp_server(): server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) server_socket.bind(("localhost", 8888)) print("UDP Server is listening...") data, addr = server_socket.recvfrom(1024) print(f"Received from {addr}: {data.decode()}") server_socket.sendto("Hello, Client!".encode(), addr) server_socket.close() udp_server() ```
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