TCP/UDP通信协议详解

一.通信协议概述：

1.定义：

通信设备双方通过共同遵从一组约定，从而使数据可在网络上进行相互传输。

打个比方，不同国家不同母语的两个人，如果要实现交流，就必须以大家都熟悉的一种通用语言来交流，比如英语。同样数据的格式只有一致，通信双方才能正常传输。

2.通信协议层次划分：

国际上通用的划分有tcp/ip四层模型和osi七层模型两种，TCP/UDP协议在两种模型中对应如下：

osi七层模型

TCP/IP四层模型

二、TCP/UDP通信协议

1.概念

TCP、UDP是最常用的传输协议，同属于传输层，不同之处在于：

TCP（Transmission Control Protocol传输控制协议）：是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议；主要传输数据较大、可靠性要求较高的；

UDP（User Datagram Protocol用户数据报协议）是一种无连接的通信，不能保证数据包被发送到目标地址；主要是传输少量数据；

打个比方：TCP连接就像打电话，用户拨特定的号码，对方在线并拿起电话，然后双方进行通话，通话完毕之后再挂断，整个过程是一个相互联系缺一不可的过程；

而UDP连接就像发短信，用户要发送短信给对方，只要输入对方的手机号码即可发送，并不需要先连接对方。

2.三次握手

TCP作为一个可靠连接需要经过3次“对话”，即我们常说的“三次握手”：

第一次握手：建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认； 

第二次握手：服务器收到syn包,必须确认客户的SYN（ack=j+1）,同时自己也发送一个SYN包（syn=k）,即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态； 

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手.

完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据

UDP是面向非连接的，所以在服务端与客户端通信之前，不需要经过三次握手这个过程。

3.TCP/UDP对比

二.佰马科技相关产品通信模式的选择

佰马科技提供的无线工业级无线DTU和工业级无线路由器作为透传产品，支持TCP、UDP、MODBUS、MQTT等主流常用的协议，本章节通过实测重点对比TCP、UDP两种传输协议在DTU、路由器上传输时数据格式的差异性，对于如何实现连接以及可靠性不做对比测试。

佰马工业级无线DTU传输模式支持TCP、UDP协议：

1）TCP:包括FTCP、HTCP、CTCP、TCPSVR；    

2）UDP:包括NUDP、HUDP、CUDP、UDPSVR；

其中：CTCP 、CUDP属于数据纯透传，即不带任何心跳包和注册包，如果要带，必须自定义设置。其余都带有心跳包和注册包。

以佰马BMD100-A为例，将GPRS工作模式设置成FTCP，连接上服务器，可以观察到服务器收到了BMD100发送的心跳包和数据包123。如下图所示：

同样以佰马BMD100-A为例，将GPRS工作模式设置成CTCP，连接上服务器，可以观察到服务器只收到BMD100发送的数据123，而没有心跳包。如下图所示：

同样以佰马BMD100-A为例，将GPRS工作模式设置成NUDP，连接上服务器，可以观察到服务器收到了BMD100发送的心跳包和数据。