传输层协议TCP和UDP

本文深入解析了TCP和UDP两种传输层协议的特点与应用场景。TCP支持可靠的数据传输,并允许主机同时运行多个应用进程;而UDP则适用于对延迟敏感的实时数据传输,如语音和视频通信。此外,还详细介绍了知名端口与动态端口的区别。

TCP
TCP允许一个主机同时运行多个应用进程。每台主机可以拥有多个应用 端口,每对端口号、源和目标IP地址的组合唯一地标识了一个会话。端 口分为知名端口和动态端口。有些网络服务会使用固定的端口,这类端 口称为知名端口,端口号范围为0-1023。如FTP、HTTP、Telnet、 SNMP服务均使用知名端口。动态端口号范围从1024到65535,这些端 口号一般不固定分配给某个服务,也就是说许多服务都可以使用这些端 口。只要运行的程序向系统提出访问网络的申请,那么系统就可以从这 些端口号中分配一个供该程序使用。
windows的知名端口列表可以参考下面这篇文章:
windows端口大全

常见的协议对应的端口号:
DHCP客户端

  1. DHCP 服务器端——67
  2. DHCP 客户端——68
  3. POP3——109
  4. SMIP——25
  5. Telnet——23
  6. FTP——20和21,其中20端口用于传输数据,21端口用于控制信令的传输.
  7. HTTP——80

TCP头的信息

想了解更多,请参考:
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UDP
当应用程序对传输的可靠性要求不高,但是对传输速度和延迟要求较高 时,可以用UDP协议来替代TCP协议在传输层控制数据的转发。UDP将 数据从源端发送到目的端时,无需事先建立连接。UDP采用了简单、易 操作的机制在应用程序间传输数据,没有使用TCP中的确认技术或滑动 窗口机制,因此UDP不能保证数据传输的可靠性,也无法避免接收到重 复数据的情况。

UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两部分。报头由源端口、目的 端口、报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,如语音和 视频通信。相比于TCP,UDP的传输效率更高、开销更小,但是无法保 障数据传输的可靠性。UDP头部的标识如下: 1. 16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。 2. 16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。 3. 16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头 部长度为8字节,所以该字段的最小值为8。 4. 16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字 段是可选的。

主机A发送数据包时,这些数据包是以有序的方式发送到网络中的,每 个数据包独立地在网络中被发送,所以不同的数据包可能会通过不同的 网络路径到达主机B。这样的情况下,先发送的数据包不一定先到达主 机B。因为UDP数据包没有序号,主机B将无法通过UDP协议将数据包 按照原来的顺序重新组合,所以此时需要应用程序提供报文的到达确认 、排序和流量控制等功能。通常情况下,UDP采用实时传输机制和时间 戳来传输语音和视频数据。

UDP适合传输对延迟敏感的流量,如语音和视频。 在使用TCP协议传输数据时,如果一个数据段丢失或者接收端对某个数 据段没有确认,发送端会重新发送该数据段。 TCP重新发送数据会带来传输延迟和重复数据,降低了用户的体验。对 于迟延敏感的应用,少量的数据丢失一般可以被忽略,这时使用UDP传 输将能够提升用户的体验。

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