TCP与UDP

TCP 和 UDP都是传输层协议，他们都属于TCP/IP协议族

一、UDP

UDP的全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中位于传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和排序的缺点；即，当报文发送之后，无法得知其是否安全完整到达的。

1）面向无连接
UDP 不需要和 TCP 一样在发送数据前进行三次握手建立连接的，随时可以发送数据。并且也只是数据报文的搬运工，不会对数据报文进行任何拆分和拼接操作。

• 在发送端，应用层将数据传递给传输层，UDP 只会给数据增加一个 UDP 头标识，然后就传递给网络层
• 在接收端，网络层将数据传递给传输层，UDP 只会去除 IP 报文头不会有任何拼接操作，然后就传递给应用层

2）UDP 提供了单播，多播，广播的功能。

3）面向报文
发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后便向下交付给IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序必须选择合适大小的报文.

4）不可靠性

• 首先不可靠性体现在无连接上，通信时不需要建立连接。
• 并且收到什么数据就传递什么数据，也不会备份数据，发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据。
• 再者网络环境时好时坏，但是 UDP 因为没有拥塞控制，一直会以恒定的速度发送数据。即使网络条件不好，也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包，但是优点是在某些实时性要求高的场景（比如电话会议）就需要使用 UDP 而不是 TCP。

5）头部开销小，传输数据报文时很高效
UDP 的头部开销小，只有8字节，相比 TCP 的至少20字节要少得多，在传输数据报文时是很高效的。

二、TCP

TCP的全称是传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP 是面向连接的、可靠的流协议（流就是指不间断的数据结构）。

1）面向连接
面向连接，是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法通过是三次握手来建立连接，为数据的可靠传输打下基础。

2）仅支持单播传输
每条TCP传输连接只能有两个端点，只能进行点对点的数据传输；不支持多播、广播传输方式。

3）面向字节流
TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输，而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。

4）可靠传输
判断丢包、误码靠的是TCP的段编号以及确认号。TCP为了保证报文传输的可靠，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。

5）提供拥塞控制
当网络出现拥塞的时候，TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量，缓解拥塞。

6）提供全双工通信
TCP允许通信双方的应用程序在任何时候都能发送数据，因为TCP连接的两端都设有缓存，用来临时存放双向通信的数据。当然，TCP可以立即发送一个数据段，也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据段（最大的数据段大小取决于MSS）

三、TCP和UDP的区别

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不进行流量控制和拥塞控制	可靠传输（数据顺序和正确性），使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一和多对多交互通信	只能是一对一通信
传输方式	面向报文	面向字节流
首部开销	首部开销小，仅8字节	首部最小20字节，最大60字节
适用场景	适用于实时应用，例如视频会议、直播	适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输

四、TCP和UDP的使用场景

TCP应用场景：
效率要求相对低，但对准确性要求相对高的场景。因为传输中需要对数据确认、重发、排序等操作，相比之下效率没有UDP高。例如：文件传输（准确高要求高、但是速度可以相对慢）、接受邮件、远程登录。

UDP应用场景：
效率要求相对高，对准确性要求相对低的场景。例如：QQ聊天、在线视频、网络语音电话（即时通讯，速度要求高，但是出现偶尔断续不是太大问题，并且此处完全不可以使用重发机制）、广播通信（广播、多播）。

五、数据流示图