面试题：网络编程之Socket编程基础与TCP/IP协议关系

Question

请简述Socket编程中，TCP Socket和UDP Socket在使用上的主要区别，并且说明它们与TCP/IP协议栈中传输层协议的对应关系。

Answer 1

TCP Socket和UDP Socket在使用上的主要区别：

1. 连接性：
   • TCP Socket：基于连接，在通信前需通过三次握手建立可靠连接，通信结束后通过四次挥手断开连接。例如HTTP协议使用TCP Socket，浏览器与服务器建立连接后才能传输网页数据。
   • UDP Socket：无连接，发送数据前无需建立连接，直接将数据报发送出去，像DNS查询通常使用UDP Socket，客户端直接向DNS服务器发送查询请求。
2. 可靠性：
   • TCP Socket：可靠传输，通过序列号、确认应答、重传机制保证数据按序、无差错到达。比如文件传输使用TCP Socket，确保文件完整无误。
   • UDP Socket：不可靠传输，不保证数据一定到达、不保证顺序、可能丢包，如实时视频流传输，偶尔丢包不影响整体观看体验，使用UDP可减少延迟。
3. 传输效率：
   • TCP Socket：因连接建立、确认机制等开销，效率相对较低，适用于对数据准确性要求高，对实时性要求不高场景。
   • UDP Socket：无需连接建立等开销，传输效率高，适用于对实时性要求高，对数据准确性要求相对较低场景。
4. 数据边界：
   • TCP Socket：面向流，无明确数据边界，接收端需自行处理数据分包、合并。
   • UDP Socket：面向数据报，有明确数据边界，一次发送一个数据报，接收端一次接收一个完整数据报。

与TCP/IP协议栈中传输层协议的对应关系：

• TCP Socket：对应TCP/IP协议栈传输层的TCP协议，基于TCP协议实现可靠的字节流传输。
• UDP Socket：对应TCP/IP协议栈传输层的UDP协议，基于UDP协议实现不可靠的数据报传输。