分组在传输过程中可能丢失，对于像电子邮件、Web文档、金融应用等应用对于数据丢失的容忍限度很低。
为支持这些应用，如果一个协议提供了确保数据正确完全地交付到另一端，则这个协议称为可靠数据传输协议。
运输层协议能够潜在地向应用程序提供的一个重要服务是进程到进程的可靠数据传输。值得注意的是，发送进程只要将其数据传递进套接字，就可以完全相信该数据将能无差别地到达接收进程。
相反的，如果一个运输层协议不提供可靠数据传输是，由该发送进程发送的某些数据可能到达不了该接收进程，典型的如UDP，这可能能被容忍丢失的应用所接收。

2.吞吐量

考虑到其他会话将会共享沿着该网络路径的带宽，并且这些会话将会到达和离开，可用吞吐量将会随时间波动。
某些服务需要运输层能够克服这种波动，及运输层协议能够以某种特定的速率提供确保的可用吞吐量。
具有吞吐量要求的应用被称为带宽敏感应用。如某些多媒体应用程序。
相对的，弹性应用能够根据当时可用的带宽或多或少地利用可供使用的吞吐量。如：电子邮件、文件传输以及Web传送。

**带宽：**即网络带宽，在单位时间（一般指的是1秒钟）内能传输的数据量。

可用吞吐量：发送进程能够向接收进程交付比特的速率。

3.定时

运输层协议能够提供定时保证。
这种服务对于交互式实时应用程序具有很大的吸引力，如因特网电话、虚拟环境、电话会议和多方游戏。所有这些服务为了有效性而要求数据交付有严格的时间限制。
游戏的卡顿和视频的不流畅将会丧失真实感。

4.安全性

在发送主机中，运输协议能够加密由发送进程传输的所有数据。
在接收主机中，运输层协议能够在将数据交付给接收进程之前将数据解密。

因特网提供的运输服务

因特网为为应用程序提供了两个运输协议，即UDP和TCP。
当你作为软件开发者为因特网创建一个新的应用时，首先要决定选择UDP还是TCP。
每个协议为调用它的应用程序提供了不同的服务集合

应用	数据丢失	带宽	时间敏感
文件传输	不能丢失	弹性	不
电子邮件	不能丢失	弹性	不
Web文档	不能丢失	弹性（几kbps）	不
因特网电话/视频会议	容忍丢失	音频（几kbps~1Mbps）
		视频（10kbps~5Mbps）	是，100ms
流式存储音频/视频	容忍丢失	同上	是，几秒
交互式游戏	容忍丢失	几kbps~10kbps	是，100ms
智能手机讯息	不能丢失	弹性	不确定

TCP服务

面向连接的服务

在应用层数据报文开始流动之前，TCP让客户和服务器互相交换运输层控制信息。
这个过程为握手，同时提醒客户和服务器，为大量分组的到来做准备。
在握手阶段后，一个TCP连接就在两个进程的套接字之间建立了。
这条连接是全双工的，即连接双方的进程可以在此连接上同时进行报文收发。
当应用程序结束报文发送时，必须拆除该连接。

可靠的数据传送服务

通信进程能够依靠TCP，无差别、按适当顺序交付所有发送的数据。
当应用程序的一段将字节流传进套接字时，它能够依靠TCP将相同的字节流交付给接收方的套接字，而没有字节的丢失和冗余。

拥塞控制机制

这种服务不一定能够为通信进程带来好处，但能为因特网整体带来好处。
当接收方和发送方之间的网络出现拥塞时，TCP的拥塞控制机制会抑制发送进程。
TCP拥塞控制也试图限制每一个TCP连接，使它们达到公平共享网络宽带的目的。

TCP安全

无论是TCP还是UDP都没有提供任何加密机制
由于安全和隐私问题至关重要，所以因特网界已经研制了TCP的加强版本，称为安全套接字(Secure Sockets Layer,SSL)。
用SSL加强的TCP不仅能够做传统的TCP所能做的一切，而且提供了关键的进程到进程的安全性服务，包括加密、数据完整性和断电鉴别。
SSL不是与TCP和UDP在相同层次上的第三种因特网运输协议，而是一种对TCP的加强，这种强化是在应用层上实现的。
SSL有他自己的套接字API，这类似于传统的TCP套接字API。

UDP服务

UDP是一种不提供不必要不必要服务的轻量级运输协议，他仅提供最小服务。
UDP是无连接的，因此在两个通信前没有握手过程。
当一个进程将报文送进UDP套接字时，UDP协议并不保证该报文将到达接收进程。
不仅如此，接收进程的报文也可能是乱序到达的。

应用	支撑的运输协议
电子邮件	TCP
远程终端访问	TCP
Web	TCP
文件传输	TCP
流式多媒体	TCP
因特网电话	TCP / UDP

UDP套接字编程

简单的UDP Client-Server程序

UDPClient.py

from socket import *

serverName = 'hostname'//主机名

serverPort = 12000//端口号

clientSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)//设置为SOCK_DGRAM即**UDP类型**

message = raw_input('Input sentence:')

slientSocket.sendto(message.encode(),(serverName,serverPort))//发送

modifiedMessage , serverAddress = clientSocket.recvfrom(2048)//取缓存长度2048作为收入，同时有信息和地址项

clientSocket.close()//关闭套接字

UDPServer.py

from socket import *

serverPort = 12000//端口号

serverSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

serverSocket.bind('',serverPort)//将端口号与服务器套接字绑定

print("The Server is ready to receive")

while True:

	message , clientAddress = serverSocket.recvfrom(2048)
	
	modifiedMessage = Modifie(message.decode())//调用函数处理数据
	
	serverSocket.sendto(modifiedMessage.encode(),clientAddress)

TCP套接字编程

TCPClient.py

from socket import *

serverName = 'servername'

serverPort = 12000

clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)//设置为SOCK_STREAM类型，则为TCP类型套接字而非UDP

clientSocket.connect((serverName,serverPort))//需要先连接服务器

sentence = raw_input('Input sentence:')

clientSocket.send(sentence.encode())

modifiedSentence = clientSocket.recv(1024)//与UDP不同，只接收地址

print('From Serrver:',modifiedSentence.decode)

clientSocket.close()

TCPServer

from socket import *

serverPort = 12000

serverSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

serverSocket.bind(('',serverPort))

serverSocket.listen(1)//设置请求连接的最大数为1

print('The server is ready to receive')

while True:
	connectionSocket , addr = serverSocket.accept()
	
	sentence = connectionSocket.recv(1024).decode()
	
	capitalizedSentence = Motify(sentence)
	
	connectionSocket.send(capitalizedSentence.encode())
	
	connectionSocket.close()

TCP/UDP协议详解

文章目录

TCP/UDP协议详解

简介

TCP协议简介

TCP的功能

UDP协议简介

UDP的功能

套接字

应用层与TCP/UDP的关系

应用层对于传输层的控制权

可供应用程序使用的运输服务

1.可靠数据传输

2.吞吐量

3.定时

4.安全性

因特网提供的运输服务

TCP服务

面向连接的服务

可靠的数据传送服务

拥塞控制机制

TCP安全

UDP服务

UDP套接字编程

简单的UDP Client-Server程序

UDPClient.py

UDPServer.py

TCP套接字编程

TCPClient.py

TCPServer

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