[TCP] TCP/IP 基础知识词典（3）

我想统计一下，TCP/IP 尤其是TCP协议，能搜到的常见的问题，整理起来，关键词添加在目录中，便于以后查阅。

目前预计整理共3篇：

[TCP] TCP/IP 基础知识问答：基础知识
[TCP] TCP/IP 基础知识问答（2）：TCP协议相关知识
[TCP] TCP/IP 基础知识问答（3）：UDP协议相关知识

文章目录

UDP协议相关知识
- 什么是UDP
- UDP的头
- UDP可以发送多长的报文
- TCP 和 UDP 的区别
- UDP的应用层协议

UDP协议相关知识

什么是UDP

UDP(User Datagram Protocol)，是无连接的、不可靠的传输层协议。

UDP的头

源port(16位)，目标port(16位)，总长度（16位），校验和（16位）

UDP可以发送多长的报文

根据MTU的大小来判断。
MTU是数据链路层数据的最大长度，超出MTU大小的数据会被分片。
比如以太网的MTU大小是1500，IP层的头大小是20字节，UDP头8字节，那UDP的数据长度应该是：
1500 -20 -8 = 1472 字节以下。
windows中可以用ping 命令测试mtu，可以通过-l 指定发送的数据包大小，例如 ping -l 1500 IP地址，
如果提示需要拆分，则MTU比这个值小。
ping 命令基于ICMP协议，是网络层协议。而MTU 实际上就是网络层包的大小。

TCP 和 UDP 的区别

1.TCP是面向连接的，UDP是无连接的。
TCP需要三次握手建立连接，四次挥手断开连接。
UDP没有这个过程。

2.TCP是字节流形式，UDP是数据报的形式。
字节流形式的特点：
TCP的应用层send几次和recv几次是没有关系的。有可能send了一次100字节，recv 10次。
也可能send了10次，结果对端一次recv就全收到了。
这是由于TCP是面向连接的，连接很稳定，TCP可以通过流量控制来控制协议栈中数据具体如何发送。
但是无边界的字节流传输，也就有沾包的问题，就是本来是两段数据，结果对端是连在一起收到的。
需要考虑沾包的问题。

数据报形式的特点：
UDP sendto一次，对端就要recvfrom一次，如果发送的报文过长，超出了接收端缓冲区的大小，超出部分将被放弃。
这是由于UDP是无连接的，所以一次就把整个报文发出去。所以应用层需要控制UDP发送的数据大小

3.UDP可以广播、组播
TCP是面向连接的，所以只能一对一。
UDP无连接，可以一对一发送，也可以一对多发送，进行广播和组播。

4.TCP是可靠的，UDP是不可靠的
TCP通过seq num 和ack num保证数据包是有序的、通过重传机制保证数据包不丢失、通过流量控制和拥塞控制确保网络传输，
所以TCP是可靠的，TCP数据报不重复、不丢失、不乱序。
但是UDP本身没有这些机制，他只是把报文发出去，不保证对端能收到。

5.TCP是全双工可靠通道，UDP是不可靠通道
TCP是全双工的通信，即连接的双方可以同时发送数据。
但是TCP是传输层协议，它支持全双工，其上的应用层未必支持全双工，例如http 1.0 是半双工，http 2.0是全双工。
UDP没有建立稳定的连接，所以我认为他是不是双工通信。

6.TCP头和UDP头的大小不一样
TCP的头大小为 20 - 60 字节之间，由于TCP头中有一个选项字段，他的大小是可变的。
UDP的头大小为固定的8字节。

7.socket编程流程不同
TCP socket编程，一般创建socket (SOCK_STREAM)、bind、listen、accept（connect），send / recv, close socket。
UDP socket编程，一般创建socket (SOCK_DGRAM)、sendto（recvfrom, close socket。//可选bind