[原]TCP/UDP使用细节备忘

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[原]TCP/UDP使用细节备忘

首先，TCP和UDP的基本区别是TCP提供可靠的面向连接的流传输；UDP提供不可靠的基于数据包的传输；

所谓可靠就是说发送端调用send后，数据就一定会发送给接收端。虽然这当中可能会消耗很长的时间，或者实在无法发送的话发送端或者接收端也能得到适当的通知。而不可靠传输是指，发送端调用send后，接收端能不能收到数据是没有保证的，运气（网络状况）好的话，接收端可以立即收到数据。运气不好的话，数据可能会在传输过程中被丢弃。如果数据被丢弃的话，发送端和接收端都不会得到任何通知。另外，数据还有可能经历漫长的时间后到达接收端。

那么基于流的传输是指发送端send一块数据后，就像把一杯水倒入小河，当水流到达接收端后，接收端能够汲取到从发送端传过来的水，那却很难再把那杯水原原本本地装进一个杯子里了（当然实际的开发中，可以在这块数据前后设置标志让接收端从流中提取出这块数据来）。正因为TCP的传输是基于流的，所以发送端调用N次send总共发送S字节的数据，在接收端对应的是M次recv总共接收的数据还是S字节。这里N往往不等于M，如果实际使用中希望send的数据块和recv的数据块的次数对等的话，就要自己给数据块加上标志以帮助接收端区分数据块。而且在接收端区分数据块是也很可能发生一次recv从流中接收的数据不够一块的情况，这时，接收端应该等待TCP流再次到达，并从中recv块剩余的部分。

基于数据包的传输和流不一样，发送端send一块数据后，如果数据能够到达接收端，那么接收端recv到的就是一块完整的数据。如果数据包丢失，那么接收端就收不到任何东西。所以对于UDP的数据包传输来说，情况很简单，接收端要么收到完整的数据包，要么啥都收不到。数据包和数据流另外一个不同点是，数据流中的数据是有序的，接收端收到的数据和发送端发送的数据的顺序是一致的。而数据包的数据不能保证有序，发送端发送的数据到达接收端的顺序是错乱的。

相较之下，UDP的概念比TCP要简洁一些，但是实际使用起来，要注意的地方也要更多一些。所以在使用UDP时要注意以下几个方面：

1）UDP不提供拥塞控制，如果发送端无节制地向接收端发送数据包，很可能会导致接收端来不及处理数据包，而造成大量的丢包现象。

2）UDP的数据包是无序的，接收端如果对数据的顺序有要求的话，要自行处理数据包的顺序

3）UDP数据包的大小是有限制的，理论上这个限制是由于一个IP包的最大长度除去UDP包头的长度，而实际上各个不同的TCP/IP协议的实现给出的限制不同，基本都小于32768。而实际的网络环境中，往往要更小。

除了上面提到过的UDP数据包的大小限制，还有一个MTU的概念，MTU基本上是由于链路层协议对数据包的长度的限制，不同的链路层的MTU是不一样的，如果一个IP数据包的长度超过了链路的MTU，那么这个包会按MTU的大小在链路层分片，当数据通过链路后，再重新组包后发送到IP的下一路。在一个IP包的传输过程中可能会发生多次分片和组包。如果一个IP包中设置了禁止分片的DF标志，那么，当发现IP包的长度超过MTU时，数据包会被丢弃。发送端会收到一个ICMP的通知，告诉数据包因为过大而被丢弃。看起来，MTU和UDP数据包大小限制这两个概念比较容易搞混淆。其实MTU是一个影响IP层的概念，而UDP数据包大小限制是传输层的问题。假设发送端和接收端之间的MTU是1500，这并不代表UDP包的最大限制就是1500。此时UDP包的最大限制还可能是32768！这是因为承载UDP包的IP包在网络上自动被分片并组包了。这个情况下UDP包的最大限制是由TCP/IP协议的实现决定的，如果这个实现的IP包都设置DF标志，那么IP包在链路上不会被分片，那么UDP的最大限制就等于MTU，是1500。如果这个实现的IP包不设置DF标志，那么IP包在链路上就能顺序通过，那就由这个实现中对UDP的大小限制这个部分来决定了。

最后，TCP会自己处理每个TCP数据段的大小（MSS），UDP的最大限制就要使用者自己来把握（可以使用比较保险的较小的值，也可以通过在发送端和接收端之间发送检测包来决定）。还有，当数据无法发送到接收端时（往往是接收端的进程并没有启动），TCP和UDP都能收到适当的通过。在socket当中都是10053这个错误号，在TCP的实现中，是通过设置了RST标志的包通知，在UDP的实现中，是通过一个ICMP包来通知的。

作者：nobugtodebug 发表于2010-12-17 11:12:00 原文链接

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