TCP和UDP如何检测传输错误？

Question

我想知道这些协议如何检测到在数据传输过程中发生的错误？谢谢。

- user472221

Answer 1

可能会发生不同的错误：

• 数据包顺序不正确
• 数据包丢失
• 数据包内部数据损坏
• 幻象数据包（接收者收到从未发送过的数据包）

UDP只提供一种机制来克服数据损坏（这是IPv4中的可选功能，IPv6中是强制性的）。

数据损坏

如果在每个数据包的头部使用校验和字段，则UDP仅对数据包内部数据的损坏具有抵抗力。基本上，它将头部、数据包内容和更多信息（如IP地址）解释为16位字的长列表，并将它们加起来 UDP校验和。

TCP采用了类似的方法来解决数据损坏问题。

其他所有问题

TCP为每个数据包都分配了序列号。序列号是针对字节的，因此如果发送方说“这是序列号为102的数据包”，他就表示发送的数据包以流中的第102个字节开始。然后接收者发送确认给发送者。例如，如果数据包长度为10个字节，则接收者将发送一个带有序列号112的Ack，这意味着“我期望接收到的下一个数据包以序列号112开始”。任何具有不同序列号的数据包都是重复（太低）、数据包丢失（接收到的序列号太高）或幻象数据包（预期序列号与接收到的序列号完全不匹配）。因此，在所有序列号不匹配的情况下，接收者都知道出了什么问题，并可以做出反应（与不同的TCP版本有所不同）。

发送方等待接收者的确认。如果他在一定时间内没有收到预期的ack，他将重新发送数据包，因为他认为数据包在传输途中丢失了。

这只是一个非常简要的解释。该主题比这里描述的要大得多 ;)

- Tobi

Answer 2

在基于IP协议的UDP和TDP级别上，存在一个校验和以确认数据包内容的有效性。但是，在某些情况下，这个校验和无法检测出特定的错误。

通常在更高的层次（例如在传输文件时），会对文件内容进行更强大的哈希计算。这可以在整个文件或某些大小的文件块上完成（通常比单个IP数据包大得多）。

- Greg Hewgill

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TCP是一种面向连接的协议，而IP是一种无连接的协议，那么TCP如何基于IP呢？ - user472221

我推荐阅读传输控制协议文章，或者一本好的相关书籍（例如：TCP/IP详解）。 - Greg Hewgill

如下所述，这取决于IP协议的版本。当TCP运行在IPv4上时，计算校验和的方法在http://tools.ietf.org/html/rfc793中定义。 - Lars Tackmann

IP层校验和只检查IP头部是否存在错误。 - Giacomo Verticale

Answer 3

如果我回想起来各种课程的话，Greg 在校验和作为数据验证的几个来源之一方面是正确的。然而，UDP（设计方式）并不总是100％可靠。这使得它非常适合流媒体数据（例如网络摄像头），因为丢失一帧并不是很大的问题。虽然在TCP中这将被视为错误（然后必须重新发送该帧，延迟所有后续帧），但UDP实际上并不关心，除非它被配置为。

假设需要接收所有数据，则请求方的协议确保要求发送每个数据包，通常按顺序。校验和在此处发挥作用，因为然后检查每个部分以确保其正确性（当数据部分错误偶数次时会出现小问题，因为校验和可能会产生误报，但这种情况非常罕见）。每次某个部分失败时，都会重新请求，直到它被接收并且校验和给出了肯定的反馈。当每个部分被接收时，接收方的协议会响应发送方，表示一切正常。如果发送方在某个时间限制内未收到此响应，则会重新发送数据包。

- Scott S