TCP vs. UDP: 介绍指南

设计或部署网络服务或应用程序时，在TCP vs. UDP协议之间做出正确选择对于确保最佳性能至关重要。

它们都支持计算机网络和互联网中的数据流。然而，尽管这两个协议在同一个transport layer of the OSI model中，但它们在连接和传输数据的方式上存在一些差异。

通常，这些差异使得每个协议更适合和可靠于特定的应用程序。因此，重要的是了解每个协议的工作原理、优点、限制和理想应用。

在我们看到这些差异之前，让我们先学习一些基础知识。

TCP是什么？

TCP（传输控制协议）是一种基于连接的协议。一旦计算机或设备与另一个设备（如服务器）建立连接，它们之间将进行双向数据传输。数据传输完成后，TCP将终止连接。

TCP具有内置的错误检测功能，可以监视传输过程，确保接收到的数据与发送的数据相同。该协议非常可靠，适用于传输数据、静态图像、网页等。尽管它可靠，但由于反馈和其他使用更多资源（如带宽）的功能，该协议的开销较高。

在典型的应用中，在两个设备之间开始传输数据之前，TCP必须先使用三次握手建立连接。握手过程涉及两个设备之间交换SYN（同步）、SYN-ACK（同步-应答）和ACK（确认）信号。成功的握手确保可靠的连接，但可能消耗额外的资源和时间。

TCP确保连接可靠，并能够按需传输数据。因此，基于TCP的连接将始终验证从一端发送的数据包是否在目标地接收到。出于这个原因，它适用于需要质量和数据完整性的应用程序，如浏览网页、文件下载等。

UDP是什么？

UDP（用户数据报协议）是一种无连接协议，不需要错误检查和恢复功能。这是一种简单的协议，开销非常低，因为它不需要打开、维护和终止连接。

通常情况下，在使用UDP时，设备会持续向接收者发送数据，无论是否接收到。因此，该协议可能不适用于查看网页、发送电子邮件、下载文件等应用程序。该协议适用于需要实时通信的应用程序，如多任务网络传输、广播等。

 

TCP和UDP的区别

随着通信技术的不断发展和普及，大多数用户可能无法区分TCP vs. UDP的特性、功能、优点和限制。

我们已经编制了一个区别列表，包括每个协议所支持的应用程序。

TCP vs. UDP的特性

特征/特点	TCP（传输控制协议）	UDP（用户数据报协议）
连接	基于连接：在传输数据时建立并维持连接，传输完成后终止连接。	无连接：不在通信设备之间建立连接，因此不需要建立、维持或终止连接。
数据序列	按顺序传输数据	随机传输数据
数据包传递	确保将正确的数据传递到目的地	不检查数据是否到达目的地
速度	由于各种开销较大，速度较慢。同时体积较大且效率低下。	由于没有开销，速度较快。同时更加简单和高效。
错误检查和数据完整性	执行彻底的错误检查和数据完整性检查	不执行错误检查或数据完整性检查
丢失的数据包	重传丢失或损坏的数据包	不重传，因为甚至不进行检查
握手	使用三次握手 – SYN、SYN-ACK、ACK	不使用握手
带宽使用	由于存在许多开销而效率低下	效率高，开销较少
负载	重量级，因为需要空间和资源来建立和维护连接和流控制	轻量级
安全性	只有在确认与正确的服务器或客户端连接后才传输数据，因此更安全	传输数据时不确认目的地或获取响应，因此更容易受到攻击
广播	不支持广播应用	支持广播和组播
理想的应用	HTTP、HTTPS、FTP、等等	等等

TCP的使用场景

TCP适用于那些无论速度如何都需要可靠数据传输的应用，它确保所有发送的数据包都能无损地到达目的地。然而，为了确保数据完整性，在网络差的情况下会产生一些开销和延迟。因此，如果您追求质量而不在乎速度，TCP是合适的选择。

TCP的典型应用包括浏览网站、发送电子邮件、传输或下载文件、静态图像等。

TCP在数据完整性至关重要的场景下使用，例如电子邮件中丢失几个数据包是不可接受的。

UDP的使用场景

另一方面，如果您关注的是速度而不太在乎数据质量，那么UDP是理想的协议。由于它是无连接的并且不检查数据完整性，这种轻量级协议具有非常低的开销和更快的速度。通常，UDP适用于VoIP、视频聊天、在线游戏、流媒体视频等只有丢包对性能影响微不足道的应用。

流媒体视频、VoIP等应用需要在数据完整性和速度之间取得适当的平衡。

虽然TCP具有更好的控制和确保数据完整性的能力，但在实时视频通信等应用中，确定和重传丢失的数据包效率低下且速度较慢。

另一方面，UDP不执行错误检测和纠正。因此，它适用于可靠和不可靠的连接，其中回复可能会回到发送机器，也可能不会。此外，由于UDP不需要确认和错误检测，它支持不间断和连续的数据包流，因此比TCP更快地传递数据。因此，UDP更适用于视频会议和类似应用，其中错误检查和其他控制可能会中断数据流。

结论

一般来说，TCP和UDP决定了两个设备在网络上如何交换数据。尽管两者都依赖于Internet协议（IP），但数据传递方法在连接、数据完整性、传输速度和支持的应用方面存在差异。

TCP是面向连接的，而UDP是无连接的。由于UDP没有较高的开销，它比利用一些资源来打开、维护和终止连接的TCP快得多。此外，TCP从客户端到服务器和反之亦然按顺序传递数据。它安排数据包以便按正确的顺序接收。这是一个有用的功能，特别是在传输静止图像、浏览网页等场景中。

UDP不能保证端到端通信。它也不检查接收方是否准备好，这些都是它开销较小的原因之一。由于它需要较少的空间和资源，UDP通常更简单、更快速、更高效。然而，与TCP不同，UDP不会重新发送丢失的数据包，这可能导致数据质量不佳。