TCP與UDP協(xié)議在通信系統(tǒng)中的作用
在通信應用中加入互聯(lián)網(wǎng)應用,一下子拓展了通信的空間。互聯(lián)網(wǎng)浩瀚的傳輸空間,讓通信的發(fā)展跨了一大步。現(xiàn)在我們就來說一下有關于在GPRS中的TCP與UDP協(xié)議的基本原理和使用。GPRS應用于個人商務網(wǎng)絡,主要訪問網(wǎng)頁、收發(fā)郵件等,各種應用有確定的協(xié)議,但在工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃袠I(yè)應用領域中,用戶面對可選的TCP與UDP傳輸,沒有明確的標準,業(yè)主單位、設備供應商、系統(tǒng)集成商常常為在GPRS網(wǎng)絡上選用何種傳輸協(xié)議進行長時間討論與測試。本文將兩種協(xié)議進行對比,從可靠性、適用性、資費等方面深入討論在GPRS網(wǎng)絡上,兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議在不同應用領域的適用性。
1、GPRS行業(yè)應用
GPRS當前應用廣泛的行業(yè)有電力、油田、工業(yè)控制、運輸、金融、證券、商業(yè)、公共安全業(yè)、天氣預報、交通信息實時發(fā)布等,應用特點是數(shù)據(jù)量小,發(fā)送時間間隔大,或不定時發(fā)送。通過GPRS網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸,具有成本低、組網(wǎng)迅速靈活、范圍廣、專業(yè)隊伍維護的優(yōu)勢。
應用中,用戶在GPRS網(wǎng)絡上可選擇TCP與UDP協(xié)議,由于沒有明確的標準,選用何種協(xié)議讓業(yè)主單位、設備供應商、系統(tǒng)集成商常常為在選用何種傳輸協(xié)議進行長時間討論,并且進行了大量測試,幾乎每個項目都要進行小規(guī)模試驗,影響了GPRS在行業(yè)應用的進程。系統(tǒng)運行效果除受協(xié)議選擇影響外,還受到網(wǎng)絡質量、使用方式、外圍設備的影響。很多試驗的結果不盡一致,不能準確反映TCP與UDP協(xié)議選擇帶來的效果。讓TCP與UDP選擇再次陷入新一輪討論與測試過程。
2、兩種傳輸協(xié)議的定義與主要特征的比較
關于TCP、UDP兩種協(xié)議的詳細講解請參閱相關資料,這里針對行業(yè)應用的特點進行說明。
UDP是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的運輸層協(xié)議:進程的每個輸出操作都正好產(chǎn)生一個UDP數(shù)據(jù)報,并組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報。
UDP不提供可靠性連接:它把應用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去,但是并不保證它們能到達目的地。
TCP與UDP協(xié)議都使用相同的網(wǎng)絡層(IP)。TCP提供了一種可靠的面向連接的字節(jié)流運輸層服務。
TCP向應用層提供與UDP完全不同的服務。TCP提供一種面向連接的、可靠的字節(jié)流服務。TCP將用戶數(shù)據(jù)打包構成報文段;它發(fā)送數(shù)據(jù)后啟動一個定時器,等待對端數(shù)據(jù)確認;另一端對收到的數(shù)據(jù)進行確認,對失序的數(shù)據(jù)重新排序,丟棄重復數(shù)據(jù);TCP提供端到端的流量控制,并計算和驗證一個強制性的端到端檢驗和。
面向連接意味著兩個使用TCP的應用(通常是一個客戶和一個服務器)在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個TCP連接。這一過程與打電話很相似,先撥號振鈴,等待對方摘機說“喂",然后才說明是誰。
TCP傳輸協(xié)議連接過程:
首先建立連接,TCP用三個報文段完成連接的建立。這個過程也稱為三次握手(three-way handshake)。
終止一個連接要經(jīng)過4次握手。
數(shù)據(jù)發(fā)送必須經(jīng)過接收方確認,并且有超時重傳等保障機制,這是TCP傳輸有一定保障的根本原因。
可以看到,TCP在傳輸中提供了可靠的通訊保障,使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會因為種種原因而丟失。
TCP與UDP協(xié)議提供不同的傳輸方式與不同的傳輸質量,TCP以增加網(wǎng)絡開銷的方式提供傳輸保障。在GPRS網(wǎng)絡實際測試,當網(wǎng)絡正常情況下,從GPRS DTU->GPRS網(wǎng)絡->互聯(lián)網(wǎng)->用戶數(shù)據(jù)中心這個通路上,UDP傳輸有效性>99%,TCP傳輸有效性≈100%,TCP基本保證了可靠性傳輸。