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GPRS网络上数据传输协议之讨论
施伟年凌海宏深圳市宏电技术开发有限公司,广东深圳 518040
摘自:《电力系统通信》2004年第8期
摘要:本文将UDP与TCP两种协议进行对比,从可靠性、适用性、资费等方面深入讨论在GPRS网络上,数据传输协议在不同应用领域的适用性。
关键词:UDP TCP 信道
0、引言
GPRS应用于个人商务网络,主要访问网页、收发邮件等,各种应用有确定的协议,但在工业数据传输等行业应用领域中,用户面对可选的UDP与TCP传输,没有明确的标准,业主单位、设备供应商、系统集成商常常为在GPRS网络上选用何种传输协议进行长时间讨论与测试。本文将两种协议进行对比,从可靠性、适用性、资费等方面深入讨论在GPRS网络上,两种数据传输协议在不同应用领域的适用性。
1、GPRS行业应用
GPRS当前应用广泛的行业有电力、油田、工业控制、运输、金融、证券、商业、公共安全业、天气预报、交通信息实时发布等,应用特点是数据量小,发送时间间隔大,或不定时发送。通过GPRS网络进行数据传输,具有成本低、组网迅速灵活、范围广、专业队伍维护的优势。
应用中,用户在GPRS网络上可选择UDP与TCP传输协议,由于没有明确的标准,选用何种协议让业主单位、设备供应商、系统集成商常常为在选用何种传输协议进行长时间讨论,并且进行了大量测试,几乎每个项目都要进行小规模试验,影响了GPRS在行业应用的进程。系统运行效果除受协议选择影响外,还受到网络质量、使用方式、外围设备的影响。很多试验的结果不尽一致,不能准确反映TCP/UDP协议选择带来的效果。让TCP/UDP选择再次陷入新一轮讨论与测试过程。
2、两种传输协议的定义与主要特征的比较
关于UDP、TCP两种协议的详细讲解请参阅相关资料,这里针对行业应用的特点进行说明。
UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议:进程的每个输出操作都正好产生一个UDP数据报,并组装成一份待发送的IP数据报。UDP数据报封装成一份IP数据报的格式如图所示:
UDP不提供可靠性连接:它把应用程序传给IP层的数据发送出去,但是并不保证它们能到达目的地。
TCP和UDP都使用相同的网络层(IP)。TCP提供了一种可靠的面向连接的字节流运输层服务。如图所示:
TCP向应用层提供与UDP完全不同的服务。TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。TCP将用户数据打包构成报文段;它发送数据后启动一个定时器,等待对端数据确认;另一端对收到的数据进行确认,对失序的数据重新排序,丢弃重复数据;TCP提供端到端的流量控制,并计算和验证一个强制性的端到端检验和。
面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个客户和一个服务器)在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。这一过程与打电话很相似,先拨号振铃,等待对方摘机说“喂”,然后才说明是谁。
TCP传输协议连接过程:
首先建立连接,TCP用三个报文段完成连接的建立。这个过程也称为三次握手(three-way handshake)。如图所示:
终止一个连接要经过4次握手。如图所示:
数据发送必须经过接收方确认,并且有超时重传等保障机制,这是TCP传输有一定保障的根本原因。
可以看到,完成一次数据传送,除了完成连接、终止连接外,至少还需要一个数据分组与一个ACK