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网络管理之TCP/UDP篇

发布时间:2016-06-16 10:26:20


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我们学习过什么是“数据包”。理解数据包,对于网络管理的网络安全具有至关重要的意义。比如,防火墙的作用本质就是检测网络中的数据包,判断其是否违反了预先设置的规则,如果违反就加以阻止。图1就是瑞星个人版防火墙软件设置规则的界面。细心的读者会发现,图1中的“协议”栏中有“TCP”、“UDP”等名词,它们是什么意思呢?现在我们就来讲讲什么是TCP和UDP。

面向连接的TCP

“面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话,必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话。

TCP(TransmissionControlProtocol,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。

TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接,使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机,对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。
我们来做一个实验,用计算机A(安装Windows2000Server操作系统)从“网上邻居”上的一台计算机B拷贝大小为8,644,608字节的文件,通过状态栏右下角网卡的发送和接收指标就会发现:虽然是数据流是由计算机B流向计算机A,但是计算机A仍发送了3,456个数据包,如图2所示。这些数据包是怎样产生的呢?因为文件传输时使用了TCP/IP协议,更确切地说是使用了面向连接的TCP协议,计算机A接收数据包的时候,要向计算机B回发数据包,所以也产生了一些通信量。
如果事先用网络监视器监视网络流量,就会发现由此产生的数据流量是9,478,819字节,比文件大小多出10.96%(如图3所示),原因不仅在于数据包和帧本身占用了一些空间,而且也在于TCP协议面向连接的特性导致了一些额外的通信量的产生。

面向非连接的UDP协议

“面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似:你在发短信的时候,只需要输入对方手机号就OK了。

UDP(UserDataProtocol,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。

附表:tcp协议和udp协议的差别


 
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