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Java面试高级篇—说说TCP,UDP和socket,Http之间联系和区别面试题12期

TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP)是同一层内另一个重要的传输协议。


在因特网协议族(Internet protocol suite)中,TCP层是位于IP层之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。

TCP的优点

可靠,稳定

TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。


TCP的缺点

慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击 

TCP在传递数据之前,要先建连接,这会消耗时间,而且在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接,事实上,每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 


由于TCP存在确认机制和三次握手机制,这些是导致TCP容易被人利用,实现DOS、DDOS、CC等攻击。


TCP应用场景

当对网络通讯质量有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些要求可靠的应用,比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议,POP、SMTP等邮件传输的协议。 

在日常生活中,常见使用TCP协议的应用比如:浏览器使用HTTP,Outlook使用POP、SMTP,QQ文件传输等。


UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。


UDP的优点

快,比TCP稍安全 

UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制,UDP是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制,UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的,比如:UDP Flood攻击……


UDP的缺点

不可靠,不稳定 

因为UDP没有TCP那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。


UDP应用场景

当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用UDP。在日常生活中,常见使用UDP协议的应用比如:QQ语音、QQ视频、TFTP等。


TCP和UDP使用IP协议从一个网络传送数据包到另一个网络。把IP想像成一种高速公路,它允许其它协议在上面行驶并找到到其它电脑的出口。TCP和UDP是高速公路上的“卡车”,它们携带的货物就是像HTTP,文件传输协议FTP这样的协议等。

TCP/IP是个协议组,可分为三个层次:网络层、传输层和应用层

在网络层有:IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。 

在传输层中有:TCP协议与UDP协议。 

在应用层有:FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。 

因此,HTTP本身就是一个协议,是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。


TCP和UDP是FTP,HTTP和SMTP之类使用的传输层协议。虽然TCP和UDP都是用来传输其他协议的,它们却有一个显著的不同:TCP提供有保证的数据传输,而UDP不提供。这意味着TCP有一个特殊的机制来确保数据安全的不出错的从一个端点传到另一个端点,而UDP不提供任何这样的保证。

HTTP协议

HTTP(超文本传输协议)是利用TCP在两台电脑(通常是Web服务器和客户端)之间传输信息的协议。客户端使用Web浏览器发起HTTP请求给Web服务器,Web服务器发送被请求的信息给客户端。



HTTP是短连接:客户端发送请求都需要服务器端回送响应.请求结束后,主动释放链接,因此为短连接。通常的做法是,不需要任何数据,也要保持每隔一段时间向服务器发送"保持连接"的请求。这样可以保证客户端在服务器端是"上线"状态。


HTTP连接使用的是"请求-响应"方式,不仅在请求时建立连接,而且客户端向服务器端请求后,服务器才返回数据。


Socket协议

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个socket。

建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API),对TCP/IP的封装,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口;HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。

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