TCP和UDP協議傳送資料報的大小

2021-08-19 19:26:46 字數 1804 閱讀 6990

在進行udp程式設計的時候,因此傳送多少bytes比較好呢??當然,這個沒有唯一答案,相對於不同的系統,不同的要求,其得到的答案是不一樣的。

乙太網資料幀長度必須在46-1500位元組之間,這是由乙太網的屋裡特性決定的。這個1500位元組被稱為鏈路層的mtu,但這並不是指鏈路層的長度被限制再1500位元組,其實這個mtu指的是鏈路層的資料區,並不包括鏈路層的首部和尾部的18個位元組。所以,這個1500位元組就是網路層資料報的長度限制,因為ip資料報的首部為20位元組,所以ip資料報的資料區長度最大為1480位元組。而這個1480位元組就是用來放tcp傳來的tcp報文段或udp傳來的udp資料報的.又因為udp資料報的首部8位元組,所以udp資料報的資料區最大長度為1472位元組.這個1472位元組就是我們可以使用的位元組數。

當我們傳送的udp資料大於1472的時候會怎樣呢?這也就是說ip資料報大於1500位元組,大於 mtu.這個時候傳送方ip層就需要分片(fragmentation).把資料報分成若干片,使每一片都小於mtu.而接收方ip層則需要進行資料報的重組.這樣就會多做許多事情,而更嚴重的是,由於udp的特性,當某一片資料傳送中丟失時,接收方便無法重組資料報.將導致丟棄整個udp資料報。 因此,在普通的區域網環境下,我建議將udp的資料控制在1472位元組以下為好. 

進行internet程式設計時則不同,因為internet上的路由器可能會將mtu設為不同的值.如果我們假定mtu為1500來傳送資料的,而途經的某個網路的mtu值小於1500位元組,那麼系統將會使用一系列的機制來調整mtu值,使資料報能夠順利到達目的地,這樣就會做許多不必要的操作.鑑於 internet上的標準mtu值為576位元組,所以我建議在進行internet的udp程式設計時.最好將udp的資料長度控制項在548位元組 (576-8-20)以內.

標準乙太網幀長度下限為:64位元組

標準乙太網幀長度上限為:1518位元組

最早的乙太網工作方式:載波多路復用/衝突檢測csma/cd,因為網路是共享的,即任何乙個節點傳送資料之前,先要偵聽線路上是否有資料在傳輸,如果有,需要等待,如果線路可用,才可以傳送。假設a發出第乙個bit位,到達b,而b也正在傳輸第乙個bit位,於是產生衝突,衝突訊號得讓a在完成最後乙個bit位之前到達a,這個一來一回的時間間隙slot time是57.6us。

在10mbps的網路中,在57.6us的時間內,能夠傳輸576個bit,所以要求乙太網幀最小長度為576個bits,從而讓最極端的碰撞都能夠被檢測到。這576bit換算一下就是72個位元組,去掉8個位元組的前導符和幀開始符,乙太網幀的最小長度為64位元組。

如果說乙太網幀的最小長度64byte是由csma/cd限制所致,那麼最大程度1500byte又是處於什麼考慮的呢?ip頭total length為兩個位元組,理論上ip packet可以有65535byte,加上ethernet frame頭和尾,可以有65535 + 14 + 4 = 65553 byte。如果在10mbps乙太網上,將會占用共享鏈路長達50ms,這將嚴重影響其它主機的通訊,特別是對延遲敏感的應用是無法接受的。

由於線路質量差而引起的丟包,發生在大包的概覽也比小包概覽大得多,所以大包在丟包率較高的線路上不是乙個很好的選擇。但是如果選擇乙個較小的長度,傳輸效率又不高,拿tcp應用來說,如果選擇乙太網長度為218byte,tcp payload = 218 - ethernet header - ip header - tcp header = 218-18-20-20=160 byte。那有效傳輸效率= 160/218=73%。如果乙太網長度為1518,那麼有效傳輸效率=1460/1518=96%。

通過比較,選擇較大的幀,有效傳輸效率更高,而更大的幀長度同時也會造成上述的問題,於是最終選擇乙個折中長度:1518byte。對應的ip packet就是1500byte,這就是最大傳輸單元mtu的由來。

參考:

分析udp資料報 網路協議之TCP和UDP

首先強調一點,tcp ip協議是乙個協議簇。裡面包括很多協議的,udp只是其中的乙個,之所以命名為tcp ip協議,因為tcp ip協議是兩個很重要的協議,就用他兩命名了。兩個協議的區別實際使用時,只需要記住 tcp正常連線傳送資料時一般不會產生丟包 排除上下層其他因素 而udp產生丟包是很常見的事...

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