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GPRS/CDMA行業(yè)應用中的TCP與UDP的比較

時間:2007-01-22 09:57:00來源:wangsl

導語:?中國移動、中國聯(lián)通推行的GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)已覆蓋大量的區(qū)域,通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸成為可能。
中國移動、中國聯(lián)通推行的GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)已覆蓋大量的區(qū)域,通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸成為可能。無線Modem采用GPRS、CDMA模塊通過中國移動、中國聯(lián)通的GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸,并通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)封包,可靈活地實現(xiàn)多種設(shè)備接入,工程安裝簡單,在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽弥?,能很好的解決偏遠無網(wǎng)絡(luò)無電話線路地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題。同傳統(tǒng)的數(shù)傳電臺想比較,更具有簡便性、靈活性、易操作性,同時還降低了成本,無線Modem傳輸方案是現(xiàn)代化工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸最好的選擇方案。   目前中國移動、中國聯(lián)通提供的GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸帶寬在40Kbps左右,且受帶寬的限制,數(shù)據(jù)采集方案最好采用于主動告警、數(shù)據(jù)輪巡采集、告警主動回叫等對傳輸帶寬占用較少的采集方式。同時考慮對前置機實時采集方案的支持,無線Modem傳輸方案只能作為目前傳輸方案的補充。   隨著無線通訊技術(shù)的不斷發(fā)展,無線傳輸數(shù)據(jù)帶寬將不斷提高,采用3G無線網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸帶寬將達到2M,無線傳輸方案將逐漸成為監(jiān)控傳輸組網(wǎng)的主要應用方案。    目前,由于GPRS和CDMA固有的特性,在各個領(lǐng)域中GPRS和CDMA的應用也越來越廣泛,但是關(guān)于傳輸中使用TCP/IP協(xié)議還是UDP協(xié)議,卻爭論很多。     這里先簡單的說一下TCP與UDP的區(qū)別:    1。基于連接與無連接    2。對系統(tǒng)資源的要求(TCP較多,UDP少)    3。UDP程序結(jié)構(gòu)較簡單    4。流模式與數(shù)據(jù)報模式    5。TCP保證數(shù)據(jù)正確性,UDP可能丟包,TCP保證數(shù)據(jù)順序,UDP不保證     另外結(jié)合GPRS網(wǎng)絡(luò)的情況具體的談一下他們的區(qū)別:   1。TCP傳輸存在一定的延時,大概是1600MS(移動提供),UDP響應速度稍微快一些。   2。TCP包頭結(jié)構(gòu)     源端口16位     目標端口 16位     序列號 32位     回應序號 32位     TCP頭長度 4位     reserved 6位     控制代碼6位     窗口大小16位     偏移量16位     校驗和16位     選項 32位(可選)     這樣我們得出了TCP包頭的最小大小.就是20字節(jié).     UDP包頭結(jié)構(gòu)     源端口16位     目的端口16位     長度 16位     校驗和 16位     UDP的包小很多.確實如此.因為UDP是非可靠連接.設(shè)計初衷就是盡可能快的將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去.所以UDP協(xié)議顯得非常精簡.   3。GPRS網(wǎng)絡(luò)端口資源,UDP十分緊缺,變化很快;而TCP采用可靠鏈路傳輸,不存在端口變化的問題   工業(yè)場合的應用一般都有以下特點,   1。要求時時傳輸,但也有一些場合是定時傳輸,總的來說在整個傳輸過程中要求服務器中心端和GPRS終端設(shè)備能相互的、時時的傳輸數(shù)據(jù)。   TCP本身就是可靠鏈路傳輸,提供一個時時的雙向的傳輸通道,能很好的滿足工業(yè)現(xiàn)場傳輸?shù)囊?。但是GPRS網(wǎng)絡(luò)對TCP鏈路也存在一個限制:此條鏈路在長時間(大概20分鐘左右,視具體情況而定)沒有數(shù)據(jù)流量,會自動降低此鏈路的優(yōu)先級直至強制斷開此鏈路。所以在實際使用中也會采用心跳包(一般是一個字節(jié)的數(shù)據(jù))來維持此鏈路。   UDP由于自身特點,以及GPRS網(wǎng)絡(luò)UDP端口資源的有限性,在一段時間沒有數(shù)據(jù)流量后,端口容易改變,產(chǎn)生的影響就是從服務器中心端向GPRS終端發(fā)送數(shù)據(jù),GPRS終端接收不到。具體的原因就是移動網(wǎng)關(guān)從中作了中轉(zhuǎn),需要隔一定時間給主機發(fā)UDP包來維持這個IP和端口號,這樣主機就能主動給GPRS發(fā)UDP包了并且我在測試中發(fā)現(xiàn),這個間隔時間很短,我在1多分鐘發(fā)一次UDP包才能夠維持,但是再長可能移動網(wǎng)關(guān)那邊就要丟失這個端口了,此時如果主機想主動發(fā)數(shù)據(jù)給GPRS,那肯定是不行的了,只有GPRS終端設(shè)備再發(fā)一個UDP包過去,移動重新給你分配一個中轉(zhuǎn)IP和端口,才能夠進行雙向通訊。   2。要求數(shù)據(jù)的丟包率較小。有些工業(yè)場合,例如電力、水務抄表,環(huán)保監(jiān)測等等,不容許傳輸過程中的數(shù)據(jù)丟失或者最大限度的要求數(shù)據(jù)的可靠性。   從這一點來看,很顯然在無線數(shù)據(jù)傳輸過程中,TCP比UDP更能保證數(shù)據(jù)的完整性、可靠性,存在更小的丟包率。在實際測試中也是如此。以廈門桑榮科技有限公司提供的GPRS終端設(shè)備為例:TCP的在千分之9,UDP的在千分之17左右。   3。要求降低費用。目前有很大部分GPRS設(shè)備的應用都是取代前期無線數(shù)傳電臺,除了使用范圍外,其考慮的主要問題就是費用。能降低費用當然都是大家最愿意接受的。和費用直接相關(guān)的就是流量了,流量低,費用就低了。   雖然TCP本身的包頭要比UDP多,但是UDP在實際應用中往往需要維護雙向通道,就必須要通過大量的心跳包數(shù)據(jù)來維護端口資源。總的比較起來,UDP的實際流量要比TCP還要大。很多使用者在初期的時候并不了解UDP需要大量心跳包來維持端口資源這個問題,往往都認為UDP要比TCP更節(jié)省流量,實際上這里存在著一個誤區(qū)。   4。在某些特定的應用場合,例如一些銀行的時時交互系統(tǒng),對響應速度要求很高,此時數(shù)據(jù)傳輸頻率較快,不需要大量心跳包維持UDP端口資源,采用UDP就比較有利了。   5。在目前的1:N的傳輸模式中,既有多個GPRS終端設(shè)備往一個服務器中心傳輸數(shù)據(jù),此時采用UDP會比TCP要好的多,因為UDP耗用更少的系統(tǒng)資源。但是在實際應用中卻發(fā)現(xiàn),很多用戶還是采用TCP的傳輸方式,建立二級中心1:A(1:N),即每一個分中心對應N/A臺設(shè)備,獨立處理數(shù)據(jù),再統(tǒng)一將數(shù)據(jù)傳送到主中心。這樣既能保證了傳輸過程中采用了TCP的傳輸協(xié)議,又能很好處理了中心服務器的多鏈路的系統(tǒng)耗用的問題。    總的來說,TCP/IP協(xié)議更能滿足目前各行業(yè)對遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?,它提供更穩(wěn)定更便利的傳輸通道,很好的滿足了遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?

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