TCP与UDP的联系与区别 网络字节序与主机字节序的转换函数实践

TCP与UDP的联系与区别

联系：
首先来了解一下TCP/IP协议，它是一个协议簇，里面包括很多协议，比如：TCP，UDP，IP，FTP，HTTP，ICMP，SMTP 等，之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP、IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。

TCP/IP协议集包括应用层,传输层，网络层，网络访问层。
链路层：负责封装和解封装IP报文，发送和接受ARP/RARP报文等。
网络层：负责路由以及把分组报文发送给目标网络或主机。
传输层：负责对报文进行分组和重组，并以TCP或UDP协议格式封装报文。
应用层：负责向用户提供应用程序，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
在TCP/IP协议里，有两个具有代表性的传输层协议，分别就是 TCP 和 UDP。

TCP
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。TCP仅支持单播传输，面向字节流，提供全双工通信，是可靠传输。

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。

UDP
面向无连接
UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接， 当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。 在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、 计算机的能力和传输带宽的限制； 在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
标题短
UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。

有单播，多播，广播的功能
UDP 不止支持一对一的传输方式，同样支持一对多，多对多，多对一的方式，也就是说 UDP 提供了单播，多播，广播的功能。

面向报文
发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序必须选择合适大小的报文

首先不可靠性体现在无连接上，通信都不需要建立连接，想发就发，这样的情况肯定不可靠。
并且收到什么数据就传递什么数据，并且也不会备份数据，发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。
再者网络环境时好时坏，但是 UDP 因为没有拥塞控制，一直会以恒定的速度发送数据。即使网络条件不好，也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包，但是优点也很明显，在某些实时性要求高的场景（比如电话会议）就需要使用 UDP 而不是 TCP。

 

网络字节序与主机字节序的转换函数实践

什么叫做字节序
CPU在内存中对数据进行存储的顺序

对于大于一个字节的类型：long、double、float、int、short的存储

主机字节序
主机字节序分为大端字节序和小端字节序

大端字节序：低地址存高位

小端字节序：低地址存地位

网络字节序
网络字节序使用的是大端，所以我们需要注意一下

如何将网络字节序和主机字节序进行转换
#include<arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
这些函数名很好记，h表示host，n表示network，l表示32位长整数，s表示16位短整数

例如htonl表示将32位的长整数从主机字节序转换为网络字节序，例如将IP地址转换后准备发送

如果主机是小端字节序，这些函数将参数做响应的大小端转换然后返回

如果主机是大端字节序，这些函数不做转换，将参数原封不动地返回