GPRS／CDMA行業應用中的TCP與UDP的比較

中國移動、中國聯通推行的GPRS網絡、CDMA網絡已覆蓋大量的區域，通過無線網絡實現數據傳輸成為可能。無線Modem采用GPRS、CDMA模塊通過中國移動、中國聯通的GPRS、CDMA網絡進行數據傳輸，并通過TCP/IP協議進行數據封包，可靈活地實現多種設備接入，工程安裝簡單，在工業現場數據傳輸的應用中，能很好的解決偏遠無網絡無電話線路地區的數據傳輸的難題。同傳統的數傳電臺想比較，更具有簡便性、靈活性、易操作性，同時還降低了成本，無線Modem傳輸方案是現代化工業現場數據傳輸最好的選擇方案。

目前中國移動、中國聯通提供的GPRS網絡、CDMA網絡的數據傳輸帶寬在40Kbps左右，且受帶寬的限制，數據采集方案最好采用于主動告警、數據輪巡采集、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。

隨著無線通訊技術的不斷發展，無線傳輸數據帶寬將不斷提高，采用3G無線網絡，數據傳輸帶寬將達到2M，無線傳輸方案將逐漸成為監控傳輸組網的主要應用方案。

目前，由于GPRS和CDMA固有的特性，在各個領域中GPRS和CDMA的應用也越來越廣泛，但是關于傳輸中使用TCP/IP協議還是UDP協議，卻爭論很多。

這里先簡單的說一下TCP與UDP的區別：
　1.基于連接與無連接
　2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）
　3.UDP程序結構較簡單
　4.流模式與數據報模式
　5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證

另外結合GPRS網絡的情況具體的談一下他們的區別：
　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包頭結構
　　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.
　　UDP包頭結構
　　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.設計初衷就是盡可能快的將數據包發送出去.所以UDP協議顯得非常精簡.

　3.GPRS網絡端口資源，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終端設備能相互的、時時的傳輸數據。

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，能很好的滿足工業現場傳輸的要求。但是GPRS網絡對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）沒有數據流量，會自動降低此鏈路的優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（一般是一個字節的數據）來維持此鏈路。

UDP由于自身特點，以及GPRS網絡UDP端口資源的有限性，在一段時間沒有數據流量后，端口容易改變，產生的影響就是從服務器中心端向GPRS終端發送數據，GPRS終端接收不到。具體的原因就是移動網關從中作了中轉，需要隔一定時間給主機發UDP包來維持這個IP和端口號,這樣主機就能主動給GPRS發UDP包了并且我在測試中發現,這個間隔時間很短,我在1多分鐘發一次UDP包才能夠維持,但是再長可能移動網關那邊就要丟失這個端口了,此時如果主機想主動發數據給GPRS,那肯定是不行的了,只有GPRS終端設備再發一個UDP包過去,移動重新給你分配一個中轉IP和端口,才能夠進行雙向通訊。

　2. 要求數據的丟包率較小。有些工業場合，例如電力、水務抄表，環保監測等等，不容許傳輸過程中的數據丟失或者最大限度的要求數據的可靠性。

從這一點來看，很顯然在無線數據傳輸過程中，TCP比UDP更能保證數據的完整性、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設備的應用都是取代前期無線數傳電臺，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據來維護端口資源。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更節省流量，實際上這里存在著一個誤區。

　4. 在某些特定的應用場合，例如一些銀行的時時交互系統，對響應速度要求很高，此時數據傳輸頻率較快，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終端設備往一個服務器中心傳輸數據，此時采用UDP會比TCP要好的多，因為UDP耗用更少的系統資源。但是在實際應用中卻發現，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臺設備，獨立處理數據，再統一將數據傳送到主中心。這樣既能保證了傳輸過程中采用了TCP的傳輸協議，又能很好處理了中心服務器的多鏈路的系統耗用的問題。

總的來說，TCP/IP協議更能滿足目前各行業對遠程數據傳輸的要求，它提供更穩定更便利的傳輸通道，很好的滿足了遠程數據傳輸的要求。