我们前两小节学习了传输层的TCP,其实在同一层上存在着两名王者,另一位就是UDP。一山不容二虎,为什么在同一层需要TCP和UDP两个类似的协议呢?那他们的区别和优势又各是什么呢?
还是那句老话,存在即合理,我们之前讲的TCP在传输数据之前需要通过三次握手来确保稳定的连接,然后再开始传输数据,而UDP却不然。UDP是客户端说我需要数据ABC,服务器会直接发送过来,所以这个传输自然是没有任何的保证。他们之间没有任何的会话连接,只是说我需要数据,然后服务器就会给数据,就是这么简单,就是这么“美好”。所以这里没有三次握手,没有可靠的通信,没有序列号,没有确认号。UDP就是用于有效率的传输,当然大多数时候,你不需要选择,因为你没得选,比如HTTP,你只能使用TCP。
TCP和UDP作为传输层的两大支柱,选择权当然是在更上层的客户手里,也就是应用层。我们来看一下应用层是怎么抉择的。下面是一个列表
通过列表的形式把这些表示层的协议列出来,让你看的更清楚一点。我们现在一起来看一下这些并应用程序层协议以是如何使用TCP或UDP的。这些名词可能有点抽象,因为你不会“直接使用”http或Telnet。通常,你打开浏览器并访问网站,所有这些事情都是在幕后发生的。这也是我们整个网络学习的重点,这样你就可以了解那些幕后不为人知的故事。我们来一起大致过一下这些协议。Http和https用于网络的传输。Telnet和SSH用于远程的连接。Telnet是没有加密的,SSH是加密的版本。FTP是文件传输协议和SFTP是安全文件传输协议。也是同一样东西的未加密和加密版本。POP3,IMAP,SMTP这三种协议是邮件相关协议。用于接收和发送邮件。POP3用于读取Email,SMTP用于发送邮件。IMAP是一种协议用于读取和发送邮件以及一些其他的功能。我们现在的现代邮箱系统,比如OUTLOOK和这个Gmail都是使用IMAP而不是POP3。然后这个DNS可以看做是我们的Internet电话簿。下面的这个SNMP全称是Simple Network management protocol,这个协议是用于收集有关我们网络上设备的信息,以填充监视服务器。最后TFTP叫做Trivial File Transfer Protocol,可以看做是FTP,它是用于传输小的文件和简单的传输。
以上的每一个协议,我们都赋予了一个传输层的端口,比如常见的HTTP是80,HTTPS是443。Telnet是23,SSH是22,FTP有两个端口,分别是20,21,SFTP是22。POP3使用110和995取决于不加密还是加密。同理IMAP 143端口用于不加密,993用于加密。SMTP 25用于不加密,587用于加密,DNS使用53,SNMP使用161, TFTP使用69。
这些协议不是使用TCP,就是UDP,或者是同时使用。
TCP基本上被以上大多数的协议所使用。TCP是非常常见的。基本上在DNS之前的所有的协议都是使用TCP。这不是由你来决定的,而是那些指定和编码这些协议的创作者决定的。他们选择的就是TCP。
DNS,SNMP和TFTP都是使用UDP,实际上DNS和SNMP既可以使用TCP也可以使用UDP。即使是这种情况,你还是没有选择权,那谁决定呢,一般来说是由协议的创建者,或者是去实现这个协议的编码人员来决定使用什么协议。基本上大多数的情况下DNS和SNMP都是使用UDP来进行通信。
不管你使用TCP还是UDP,在下一层都是IP,对不对
一句话来形容UDP那就是-UDP为我们提供了效率,这也是我们使用它的重要原因之一。TCP在使用中有太多的开销,当然这也取决于我们要完成的工作。还记得我们讲TCP的那个图像传输的例子的时候,TCP具有序列号和可靠通信的机制,我们可以通过TCP中的这些确认号来索取我们遗失的部分图像。但是在其他一些场景中,我们并不总是需要这些开销。DNS就是这个例子。
DNS是Domain Name System域名系统。可以看做是IP地址和名字对应的数据库。DNS拥有一个主机名或具有映射到IP地址的域名的主机名的数据库,以便我们可以访问 WWW.CSDN.net 并获取一些与之对应的IP地址,以便我们构建数据包和将信息发送到该网络上。
你现在只需要知道DNS就是当你想获取 www.csdn.net 的主机名,DNS为你提供它的IP地址。就像电话簿一样,当我们有一个人的名字并且我们尝试查找他的电话号码的时候。DNS使用UDP端口53来进行查找。这意味着当我的工作站将消息发送到网络上以查找CSDN的IP地址时,我们将使用UDP和端口53进行查找。让我们看看它是如何工作的。
如果你使用的是TCP呢? 假设你可以重写这个DNS的查找,你只允许使用TCP来完成这项工作。
你来对比一下TCP和UDP之前差了多少步。所以说要安全是有代价的。UDP只需要两个消息,而TCP需要9个消息。你也许会问,那如果使用UDP,这个DNS的查询消息丢失了怎么办?它可以发送另一个请求呀。即使是发送四次,一共也才8个消息吧。效率还是比TCP要高呀。所以不管什么技术没有完美的,要看你的场景和你PM的需求。