TCP 和 UDP 的区别、TCP 是如何保证可靠传输的？

news2024/11/19 9:21:28

分为应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、链路层、物理层。

应用层(数据)：确定进程之间通信的性质以及满足用户需要以及提供网络和用户应用，为应用程序提供服务，DNS，HTTP，HTTPS，DHCP，FTP，POP3(Post Office Protocol)、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)都是这层的协议。
表示层(数据)：主要解决用户信息的语法表示问题，表示层提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别，如数据转换，压缩和加密，解密。
会话层(数据)：会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。比如服务器验证用户登录就是在会话层。
传输层(段)：实现网络不同主机上的用户进程之间的数据通信，可靠与不可靠的传输，传输层的错误检测，流量控制，拥塞控制。TCP UDP就这层。
网络层(包)：本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。IP就是这层。
数据链路层(帧)：将上层数据封装成帧，用MAC地址访问媒介，并由错误检测和修正
物理层(比特流)：设备之间比特流的传输，物理接口，电气特性。

属于传输层

区别：

连接性：TCP是面向连接的协议，通过三次握手建立连接，然后进行数据传输，传输完成后通过四次挥手关闭连接。而UDP是无连接的协议，发送数据之前不需要建立连接，也没有连接的关闭过程。
可靠性：TCP提供可靠的传输，通过序号、确认和重传机制来确保数据的可靠性。它使用滑动窗口和累计确认来保证数据的按序到达，并通过超时重传机制来处理丢失的数据包。而UDP不提供可靠性保证，它只是简单地将数据包发送出去，不保证数据的可靠性和按序到达。
传输方式：TCP提供面向字节流的传输，将数据划分为多个TCP报文段进行传输，保证数据的完整性和顺序性。而UDP提供面向报文的传输，每个UDP数据包都是独立的，不保证数据的完整性和顺序性。

TCP如何保证可靠传输：

序号和确认：TCP使用序号和确认机制来保证数据的按序到达。发送方给每个数据包分配一个序号，接收方通过确认序号告知发送方已成功接收到数据包。
滑动窗口：TCP使用滑动窗口机制来控制发送方发送数据的速率和接收方接收数据的速率。滑动窗口大小可以动态调整，以适应网络状况。
超时重传：TCP使用超时重传机制来处理丢失的数据包。发送方在发送数据后启动一个定时器，如果在超时时间内未收到确认，就认为数据包丢失，进行重传。
流量控制：TCP使用流量控制机制来控制发送方发送数据的速率，以避免接收方被淹没。接收方通过窗口大小告知发送方自己的接收能力，发送方根据接收方的窗口大小来控制发送速率。
拥塞控制：TCP使用拥塞控制机制来避免网络拥塞。通过动态调整发送方的发送速率，根据网络的拥塞程度进行拥塞窗口的调整，以保持网络的稳定性和公平性。

主要有 arp 协议，ARP 是借助 ARP 请求与 ARP 响应两种类型的包确定 MAC 地址的

主机会通过广播发送 ARP 请求，这个包中包含了想要知道的 MAC 地址的主机 IP 地址。
当同个链路中的所有设备收到 ARP 请求时，会去拆开 ARP 请求包里的内容，如果 ARP 请求包中的目标 IP 地址与自己的 IP 地址一致，那么这个设备就将自己的 MAC 地址塞入 ARP 响应包返回给主机。

HTTP 明文传输，数据都是未加密的，安全性较差，HTTPS(SSL+HTTP）数据传输过程是加密的，安全性较好。
使用 HTTPS 协议需要到 CA 申请证书。
HTTP 页面响应速度比 HTTPS 快，主要是因为 HTTP 使用 TCP 三次握手建立连接，而 HTTPS除了 TCP 的三个包，还要加上SSL握手的消耗。
用的端口也不一样，前者是 80，后者是 443。
HTTPS 其实就是建构在 SSL/TLS 之上的 HTTP 协议，所以，要比较 HTTPS 比 HTTP 要更耗费服务器资源。