Unity网络开发基础 (2) 网络协议基础
本文章不作任何商业用途 仅作学习与交流 部分图片来自Unity唐老师
目录
1.虚拟模型
2.实际模型 TCP/IP
3.传输层协议 TCP/UDP
TCP 协议详解
1. 核心机制
2. 头部格式（20 字节最小）
UDP 协议详解
1. 核心特点
2. 头部格式（固定 8 字节）
选择 TCP 或 UDP 的依据
实际应用示例
1.虚拟模型
OSI 模型是理论框架
| 层次 | 功能 | 协议 / 技术示例 | 数据单元 |
|---|---|---|---|
| 应用层 | 为用户提供直接服务（如文件传输、电子邮件、Web 浏览）。 | HTTP、FTP、SMTP、DNS | 数据（Data） |
| 表示层 | 处理数据格式转换、加密解密、压缩解压缩。 | SSL/TLS、ASCII、JPEG | 数据（Data） |
| 会话层 | 管理通信会话的建立、维护和终止。 | NetBIOS、RPC | 数据（Data） |
| 传输层 | 提供端到端的可靠或不可靠传输，确保数据完整性。 | TCP、UDP | 段（Segment） |
| 网络层 | 负责路由选择和数据包转发，实现不同网络之间的通信。 | IP、ICMP、ARP | 数据包（Packet） |
| 数据链路层 | 处理相邻节点间的数据帧传输，提供错误检测和纠正。 | Ethernet、PPP、MAC 地址 | 帧（Frame） |
| 物理层 | 定义物理介质（如电缆、光纤）的电气、机械特性，传输比特流。 | RJ45、IEEE 802.3 | 比特（Bit） |
大概做了什么
2.实际模型 TCP/IP
TCP/IP 模型是实际网络通信中广泛使用的协议栈
| TCP/IP 模型 | OSI 模型 | 功能 | 协议 / 技术示例 | 数据单元 |
|---|---|---|---|---|
| 应用层 | 应用层、表示层、会话层 | 提供用户服务（如 Web 浏览、邮件）、数据格式处理、会话管理。 | HTTP、FTP、SMTP、DNS | 数据（Data） |
| 传输层 | 传输层 | 端到端的数据传输，确保可靠性或效率。 | TCP、UDP | 段（Segment） |
| 网络层 | 网络层 | 路由选择和数据包转发，实现跨网络通信。 | IP、ICMP、ARP | 数据包（Packet） |
| 网络接口层 | 数据链路层、物理层 | 物理介质的比特流传输，数据帧的组帧与传输。 |
每层职能
其协议
3.传输层协议 TCP/UDP
| 特性 | TCP（传输控制协议） | UDP（用户数据报协议） |
|---|---|---|
| 连接性 | 面向连接（需三次握手建立连接） | 无连接（无需建立连接） |
| 可靠性 | 可靠传输（保证顺序、无丢失、无重复） | 不可靠传输（不保证到达或顺序） |
| 传输方式 | 流式传输（按字节流处理） | 数据报传输（按独立数据包处理） |
| 头部大小 | 固定 20 字节（最小） | 固定 8 字节 |
| 流量控制 | 支持（通过滑动窗口） | 不支持 |
| 拥塞控制 | 支持（避免网络拥塞） | 不支持 |
| 端口号 | 使用 16 位端口号区分应用 | 同样使用 16 位端口号 |
| 典型应用 | HTTP、HTTPS、SMTP、FTP、SSH | DNS、视频流、实时游戏、语音通话（VoI |
TCP 协议详解
1. 核心机制
- 三次握手：
建立连接时，客户端和服务器通过SYN、SYN-ACK、ACK三个报文确认连接 
- 四次挥手：
关闭连接时，双方通过FIN、ACK、FIN、ACK四个报文释放资源 
- 滑动窗口：
通过动态调整发送窗口大小实现流量控制，避免接收方过载。 - 重传机制：
超时未收到确认时，重传丢失的数据包。
2. 头部格式（20 字节最小）
| 字段 | 描述 |
|---|---|
| 源端口号 | 发送方端口（16 位） |
| 目标端口号 | 接收方端口（16 位） |
| 序号 | 数据字节流编号（32 位） |
| 确认号 | 期望接收的下一个字节编号（32 位） |
| 数据偏移 | 头部长度（4 位） |
| 标志位 | SYN、ACK、FIN、RST 等控制位（9 位） |
| 窗口大小 | 接收方允许的最大数据量（16 位） |
| 校验和 | 检测数据传输错误（16 位） |
| 紧急指针 | 紧急数据位置（16 位，可选） |
UDP 协议详解
1. 核心特点
- 简单高效：无连接、无确认、无重传，适合实时性要求高的场景。
- 资源消耗低：头部仅 8 字节，处理速度快。
- 尽最大努力交付：不保证可靠性，但可通过上层协议（如 RTP）补充可靠性。
2. 头部格式（固定 8 字节）
| 字段 | 描述 |
|---|---|
| 源端口号 | 发送方端口（16 位） |
| 目标端口号 | 接收方端口（16 位） |
| 长度 | UDP 数据报总长度（16 位） |
| 校验和 | 可选的错误检测（16 位） |
选择 TCP 或 UDP 的依据
- 选 TCP：
- 需要可靠性（如文件传输、Web 浏览）。
- 对延迟不敏感（如邮件发送）。
- 选 UDP：
- 实时性优先（如视频会议、在线游戏）。
- 数据量小或可接受少量丢失（如 DNS 查询）。
实际应用示例
- 视频通话：
- UDP：低延迟，允许部分数据包丢失（丢包可通过画面模糊补偿）。
- 文件下载：
- TCP：确保文件完整无误。
- DNS 查询：
- UDP：单次查询无需建立连接，快速响应。