我們學(xué)習(xí)過(guò)什么是“數(shù)據(jù)包”。理解數(shù)據(jù)包，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)安全具有至關(guān)重要的意義。比如，防火墻的作用本質(zhì)就是檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，判斷其是否違反了預(yù)先設(shè)置的規(guī)則，如果違反就加以阻止。圖1就是瑞星個(gè)人版防火墻軟件設(shè)置規(guī)則的界面。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，圖1中的“協(xié)議”欄中有“TCP”、“UDP”等名詞，它們是什么意思呢？現(xiàn)在我們就來(lái)講講什么是TCP和UDP。
面向連接的TCP
“面向連接”就是在正式通信前必須要與對(duì)方建立起連接。比如你給別人打電話，必須等線路接通了、對(duì)方拿起話筒才能相互通話。
圖1
TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）是基于連接的協(xié)議，也就是說(shuō)，在正式收發(fā)數(shù)據(jù)前，必須和對(duì)方建立可靠的連接。一個(gè)TCP連接必須要經(jīng)過(guò)三次“對(duì)話”才能建立起來(lái)，其中的過(guò)程非常復(fù)雜，我們這里只做簡(jiǎn)單、形象的介紹，你只要做到能夠理解這個(gè)過(guò)程即可。我們來(lái)看看這三次對(duì)話的簡(jiǎn)單過(guò)程：主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)出連接請(qǐng)求數(shù)據(jù)包：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)，可以嗎？”，這是第一次對(duì)話；主機(jī)B向主機(jī)A發(fā)送同意連接和要求同步（同步就是兩臺(tái)主機(jī)一個(gè)在發(fā)送，一個(gè)在接收，協(xié)調(diào)工作）的數(shù)據(jù)包：“可以，你什么時(shí)候發(fā)？”，這是第二次對(duì)話；主機(jī)A再發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包確認(rèn)主機(jī)B的要求同步：“我現(xiàn)在就發(fā)，你接著吧！”，這是第三次對(duì)話。三次“對(duì)話”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過(guò)三次“對(duì)話”之后，主機(jī)A才向主機(jī)B正式發(fā)送數(shù)據(jù)。
TCP協(xié)議能為應(yīng)用程序提供可靠的通信連接，使一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的字節(jié)流無(wú)差錯(cuò)地發(fā)往網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)，對(duì)可靠性要求高的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)往往使用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。
圖2
我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用計(jì)算機(jī)A（安裝Windows 2000 Server操作系統(tǒng)）從“網(wǎng)上鄰居”上的一臺(tái)計(jì)算機(jī)B拷貝大小為8,644,608字節(jié)的文件，通過(guò)狀態(tài)欄右下角網(wǎng)卡的發(fā)送和接收指標(biāo)就會(huì)發(fā)現(xiàn)：雖然是數(shù)據(jù)流是由計(jì)算機(jī)B流向計(jì)算機(jī)A，但是計(jì)算機(jī)A仍發(fā)送了3,456個(gè)數(shù)據(jù)包，如圖2所示。這些數(shù)據(jù)包是怎樣產(chǎn)生的呢？因?yàn)槲募鬏敃r(shí)使用了TCP/IP協(xié)議，更確切地說(shuō)是使用了面向連接的TCP協(xié)議，計(jì)算機(jī)A接收數(shù)據(jù)包的時(shí)候，要向計(jì)算機(jī)B回發(fā)數(shù)據(jù)包，所以也產(chǎn)生了一些通信量。
圖3
如果事先用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)流量，就會(huì)發(fā)現(xiàn)由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量是9,478,819字節(jié)，比文件大小多出10.96%（如圖3所示），原因不僅在于數(shù)據(jù)包和幀本身占用了一些空間，而且也在于TCP協(xié)議面向連接的特性導(dǎo)致了一些額外的通信量的產(chǎn)生。
面向非連接的UDP協(xié)議
“面向非連接”就是在正式通信前不必與對(duì)方先建立連接，不管對(duì)方狀態(tài)就直接發(fā)送。這與現(xiàn)在風(fēng)行的手機(jī)短信非常相似：你在發(fā)短信的時(shí)候，只需要輸入對(duì)方手機(jī)號(hào)就OK了。
UDP（User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是與TCP相對(duì)應(yīng)的協(xié)議。它是面向非連接的協(xié)議，它不與對(duì)方建立連接，而是直接就把數(shù)據(jù)包發(fā)送過(guò)去！
圖4
UDP適用于一次只傳送少量數(shù)據(jù)、對(duì)可靠性要求不高的應(yīng)用環(huán)境。比如，我們經(jīng)常使用“ping”命令來(lái)測(cè)試兩臺(tái)主機(jī)之間TCP/IP通信是否正常，其實(shí)“ping”命令的原理就是向?qū)Ψ街鳈C(jī)發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，然后對(duì)方主機(jī)確認(rèn)收到數(shù)據(jù)包，如果數(shù)據(jù)包是否到達(dá)的消息及時(shí)反饋回來(lái)，那么網(wǎng)絡(luò)就是通的。例如，在默認(rèn)狀態(tài)下，一次“ping”操作發(fā)送4個(gè)數(shù)據(jù)包（如圖2所示）。大家可以看到，發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量是4包，收到的也是4包（因?yàn)閷?duì)方主機(jī)收到后會(huì)發(fā)回一個(gè)確認(rèn)收到的數(shù)據(jù)包）。這充分說(shuō)明了UDP協(xié)議是面向非連接的協(xié)議，沒(méi)有建立連接的過(guò)程。正因?yàn)閁DP協(xié)議沒(méi)有連接的過(guò)程，所以它的通信效果高；但也正因?yàn)槿绱耍目煽啃圆蝗鏣CP協(xié)議高。QQ就使用UDP發(fā)消息，因此有時(shí)會(huì)出現(xiàn)收不到消息的情況。
附表：tcp協(xié)議和udp協(xié)議的差別
TCP協(xié)議和UDP協(xié)議各有所長(zhǎng)、各有所短，適用于不同要求的通信環(huán)境。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議之間的差別如附表所示。