TCP和UDP的区别

本文探讨了GPRS和CDMA网络在工业现场数据传输中的应用,对比了TCP/IP和UDP两种协议的特点及适用场景,指出TCP/IP协议在多数情况下更适合远程数据传输。

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中国移动、中国联通推行的GPRS网络、CDMA网络已覆盖大量的区域,通过无线网络实现数据传输成为可能。无线Modem采用GPRS、CDMA模块通过中国移动、中国联通的GPRS、CDMA网络进行数据传输,并通TCP/IP协议进行数据封包,可灵活地实现多种设备接入,工程安装简单,在工业现场数据传输的应用中,能很好的解决偏远无网络无电话线路地区的数据传输的难题。同传统的数传电台想比较,更具有简便性、灵活性、易操作性,同时还降低了成本,无线Modem传输方案是现代化工业现场数据传输最好的选择方案。
     目前中国移动、中国联通提供的GPRS网络、CDMA网络的数据传输带宽在40Kbps左右,且受带宽的限制,数据采集方案最好采用于主动告警、数据轮巡采集、告警主动回叫等对传输带宽占用较少的采集方式。同时考虑对前置机实时采集方案的支持,无线Modem传输方案只能作为目前传输方案的补充。
    随着无线通讯技术的不断发展,无线传输数据带宽将不断提高,采用3G无线网络,数据传输带宽将达到2M,无线传输方案将逐渐成为监控传输组网的主要应用方案。
     目前,由于GPRS和CDMA固有的特性,在各个领域中GPRS和CDMA的应用也越来越广泛,但是关于传输中使用TCP/IP协议还是UDP协议,却争论很多。

这里先简单的说一下TCP与UDP的区别:
  1。基于连接与无连接 
  2。对系统资源的要求(TCP较多,UDP少) 
  3。UDP程序结构较简单 
  4。流模式与数据报模式 
  5。TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证

另外结合GPRS网络的情况具体的谈一下他们的区别:
 1。TCP传输存在一定的延时,大概是1600MS(移动提供),UDP响应速度稍微快一些。
 2。TCP包头结构
  源端口16位
  目标端口 16位
  序列号 32位
  回应序号 32位
  TCP头长度 4位
  reserved 6位
  控制代码6位
  窗口大小16位
  偏移量16位
  校验和16位
  选项 32位(可选) 
  这样我们得出了TCP包头的最小大小.就是20字节.

  UDP包头结构
  源端口16位
  目的端口16位
  长度 16位
  校验和 16位
  UDP的包小很多.确实如此.因为UDP是非可靠连接.设计初衷就是尽可能快的将数据包发送出去.所以UDP协

议显得非常精简.

 3。GPRS网络端口资源,UDP十分紧缺,变化很快;而TCP采用可靠链路传输,不存在端口变化的问题工业场合的应用一般都有以下特点,

 1。要求时时传输,但也有一些场合是定时传输,总的来说在整个传输过程中要求服务器中心端和GPRS终端设备能相互的、时时的传输数据。
TCP本身就是可靠链路传输,提供一个时时的双向的传输通道,能很好的满足工业现场传输的要求。但是GPRS网络对TCP链路也存在一个限制:此条链路在长时间(大概20分钟左右,视具体情况而定)没有数据流量,会自动降低此链路的优先级直至强制断开此链路。所以在实际使用中也会采用心跳包(一般是一个字节的数据)来维持此链路。
UDP由于自身特点,以及GPRS网络UDP端口资源的有限性,在一段时间没有数据流量后,端口容易改变,产生的影响就是从服务器中心端向GPRS终端发送数据,GPRS终端接收不到。具体的原因就是移动网关从中作了中转,需要隔一定时间给主机发UDP包来维持这个IP和端口号,这样主机就能主动给GPRS发UDP包了并且我在测试中发现,这个间隔时间很短,我在1多分钟发一次UDP包才能够维持,但是再长可能移动网关那边就要丢失这个端口了,此时如果主机想主动发数据给GPRS,那肯定是不行的了,只有GPRS终端设备再发一个UDP包过去,移动重新给你分配一个中转IP和端口,才能够进行双向通讯。

 2。要求数据的丢包率较小。有些工业场合,例如电力、水务抄表,环保监测等等,不容许传输过程中的数据丢失或者最大限度的要求数据的可靠性。从这一点来看,很显然在无线数据传输过程中,TCP比UDP更能保证数据的完整性、可靠性,存在更小的丢包率。在实际测试中也是如此。以厦门桑荣科技有限公司提供的GPRS终端设备为例:TCP的在千分之9,UDP的在千分之17左右。

3。要求降低费用。目前有很大部分GPRS设备的应用都是取代前期无线数传电台,除了使用范围外,其考虑的主要问题就是费用。能降低费用当然都是大家最愿意接受的。和费用直接相关的就是流量了,流量低,费用就低了。虽然TCP本身的包头要比UDP多,但是UDP在实际应用中往往需要维护双向通道,就必须要通过大量的心跳包数据来维护端口资源。总的比较起来,UDP的实际流量要比TCP还要大。很多使用者在初期的时候并不了解UDP需要大量心跳包来维持端口资源这个问题,往往都认为UDP要比TCP更节省流量,实际上这里存在着一个误区。

4。在某些特定的应用场合,例如一些银行的时时交互系统,对响应速度要求很高,此时数据传输频率较快,不需要大量心跳包维持UDP端口资源,采用UDP就比较有利了。

5。在目前的1:N的传输模式中,既有多个GPRS终端设备往一个服务器中心传输数据,此时采用UDP会比TCP要好的多,因为UDP耗用更少的系统资源。但是在实际应用中却发现,很多用户还是采用TCP的传输方式,建立二级中心1:A(1:N),即每一个分中心对应N/A台设备,独立处理数据,再统一将数据传送到主中心。这样既能保证了传输过程中采用了TCP的传输协议,又能很好处理了中心服务器的多链路的系统耗用的问题。
    
     总的来说,我认为TCP/IP协议更能满足目前各行业对远程数据传输的要求,它提供更稳定更便利的传输通道,很好的满足了远程数据传输的要求。

转自http://www.cnblogs.com/hill/archive/2006/10/12/527499.html

### TCP协议与UDP协议的主要区别 TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是两种常用的传输层协议,它们各自具有不同的特性、功能以及适用场景。 #### 1. 连接模式 TCP是一种面向连接的协议,在正式收数据前必须先建立可靠的连接,这一过程通过三次握手完成[^1]。而UDP则属于无连接的协议,无需事先建立连接即可直接送数据[^3]。 #### 2. 可靠性 TCP提供了高可靠性的数据传输服务,它能够确保数据按序到达目标设备,并且具备重传丢失数据的功能[^4]。相比之下,UDP并不保证数据的顺序性完整性,可能会生丢或乱序现象[^2]。 #### 3. 性能表现 由于TCP需要维护连接状态并执行复杂的错误检测机制,其性能相对较低;然而这些额外操作正是为了保障数据传输的质量所必需的。相反地,UDP因为省去了许多控制环节,所以在速度方面占据优势,尤其适合那些可以容忍一定范围内的数据损失的应用场合[^3]。 #### 4. 首部开销 从头部结构来看,TCP头部较为复杂,含了源端口号、目的端口号等多个字段用于实现各种高级功能;而UDP头部比较简单轻量级,仅需四个固定长度字段就能满足基本需求。 ### 适用场景分析 - **Web浏览**: 当用户利用浏览器访问互联网站点时,HTTP/HTTPS这类高层应用依赖于底层稳定的TCP通道来传递请求响应消息流,从而确保存取页面内容时不被中断或者损坏[^2]。 - **邮件系统**: SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), IMAP(Internet Message Access Protocol) POP(Post Office Protocol) 等电子邮件相关标准均采用TCP作为基础载体,以保护信件资料免受中途遗失风险影响[^2]。 - **视频会议&在线游戏**: 对于此种强调即时互动效果的服务形式而言,即使偶尔存在轻微的画面跳帧亦可接受,因此选用快速高效的UDP更为合适。 - **DNS查询**: 域名解析服务经常运用短小精悍的UDP分组来进行高效快捷的操作处理[^3]。 ```python import socket def create_tcp_socket(): tcp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) return tcp_sock def create_udp_socket(): udp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) return udp_sock ```
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