最详细的TCP和UDP协议的区别大盘点-常见问题解答

TCP和UDP的概述

TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)都是网络传输层协议,它们为上层应用程序提供了不同的服务。TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。而UDP是一种无连接的、不可靠的数据报协议。它不提供任何可靠性保证,发送端只管把数据发出去,至于数据能否完整可靠地到达接收端就不管了。

TCP/IP Internet 协议中的传输层

传输层是 Internet 协议套件（通常称为 TCP/IP）中的关键组件。它位于网络层之上和应用层之下，为网络上设备之间可靠、高效的数据传输提供服务。

传输层在促进不同设备上运行的应用程序之间可靠、高效的数据传输方面起着至关重要的作用。它处理分段、重组、多路复用、解复用、错误检测和纠正、流量控制、拥塞控制和连接管理，确保整个网络的通信顺畅准确。

传输控制协议 （TCP）

TCP(传输控制协议)是 Internet 协议套件的主要协议之一。它位于用于提供可靠交付服务的应用程序和网络层之间。它是一种面向连接的通信协议，有助于通过网络在不同设备之间交换消息。Internet 协议 （IP） 建立了在计算机之间发送数据包的技术，它与 TCP 配合使用。

1.TCP适用场景：

文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP、POP3)、网页浏览(HTTP)、远程登录(Telnet)、数据库操作、其他要求高可靠性的应用。

2.TCP的主要优点包括:

可靠性强：TCP通过三次握手建立连接,并提供数据确认、重传、流量控制等机制,确保数据能够完整准确地传输到目的地。这使得TCP非常适合于那些要求高可靠性的应用,如文件传输、电子邮件等。

连接稳定：TCP连接一旦建立,在通信过程中会一直保持连接状态,直到通信结束后主动断开连接。这种稳定的连接方式适合于需要长时间保持通信状态的应用。

数据有序性：TCP能够保证数据包按照发送顺序到达接收端,避免了数据包乱序的问题。这对于某些对数据顺序敏感的应用很重要,如文件传输、数据库操作等。

3.TCP的主要缺点包括:

传输效率较低：TCP在传输数据之前需要经过三次握手建立连接,在传输过程中还需要进行确认、重传等操作,这些都会增加传输延迟和开销,降低了传输效率。

对系统资源要求高：TCP需要在发送端和接收端维护大量的连接状态信息,占用较多的系统资源,如CPU、内存等。这使得TCP不太适合于资源受限的设备。

容易受攻击：TCP的三次握手机制和确认机制容易被利用进行DOS、DDOS等攻击,使得系统资源耗尽。

用户数据报协议 （UDP）

用户数据报协议(UDP)是一种传输层协议。UDP 是 Internet 协议套件的一部分，称为 UDP/IP 套件。与 TCP 不同，它是一种不可靠且无连接的协议。因此，在数据传输之前无需建立连接。UDP 有助于建立通过网络建立的低延迟和耐丢失连接。UDP 支持进程到进程通信。

1.UDP适用场景：

视频会议、在线游戏、实时音频/视频流、域名解析(DNS)、路由更新、其他对实时性要求较高、可靠性要求不高的应用。

2.UDP的主要优点包括:

传输效率高：UDP是无连接的协议,不需要经过建立连接、数据确认等过程,因此传输效率较高,延迟较低。这使得UDP非常适合于对实时性要求较高的应用,如视频会议、在线游戏等。

系统资源占用低：UDP不需要维护连接状态信息,占用的系统资源较少,更适合于资源受限的设备。

相对安全：由于UDP没有TCP的确认机制,因此相对来说不太容易受到DOS、DDOS等攻击。

3.UDP的主要缺点包括:

可靠性差：UDP是不可靠的协议,数据包可能会丢失、重复或乱序到达,没有确认和重传机制。这使得UDP不太适合于那些要求高可靠性的应用,如文件传输、电子邮件等。

无连接状态：UDP是无连接的协议,每个数据包都是独立的,没有维护连接状态的开销,但这也意味着无法保证数据的完整性和顺序性。

TCP 和 UDP 之间的大盘点

TCP/UDP 常见问题分析：

1.TCP 是如何工作的？

A：TCP 使用三次握手机制在客户端和服务器之间建立连接。建立连接后，它会确保在数据包丢失或网络拥塞的情况下，使用序列号、确认和重新传输以正确的顺序交付所有数据包。

2.UDP 的工作原理是什么？

A： 与 TCP 不同，UDP 在传输数据之前不会建立连接。它只是将数据封装成数据包，附加目标 IP 和端口，然后将它们发送出去，而没有任何交付保证。它是一种轻量级协议，不执行错误检查或重新传输丢失的数据包。

3.TCP 比 UDP 慢吗？

A：是的，由于其面向连接的性质，TCP 通常比 UDP 慢。TCP 需要额外的步骤来建立连接、执行错误检查并确保可靠的数据交付。

4.TCP 相对于 UDP 的主要优势是什么？

A：TCP 相对于 UDP 的主要优势是它的可靠性。TCP 通过使用确认机制和丢失数据包的重新传输来保证数据包的传递。

5.UDP 相对于 TCP 的主要优势是什么？

A：UDP 相对于 TCP 的主要优势是它的速度。UDP 没有建立连接或执行大量错误检查的开销，因此数据传输速度更快。

6.TCP 和 UDP 可以一起使用吗？

A：是的，TCP 和 UDP 可以在单个应用程序中一起使用。例如，视频会议应用程序可以使用 TCP 传输控制信号，使用 UDP 传输实时音频和视频数据。

7.使用 TCP 和 UDP 的常见协议有哪些？

A：使用 TCP 的一些常见协议包括 HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）和 SSH（安全外壳）。UDP 通常用于 DNS、DHCP（动态主机配置协议）、VoIP（IP 语音）和流媒体等协议。

8.哪个协议更快，TCP 还是 UDP？

A：UDP 通常比 TCP 更快，因为它的开销更少。TCP 具有其他机制，例如错误检查、确认和重新传输，这些机制可能会导致延迟并减慢传输速度。UDP 是一种更简单的协议，没有这些机制，但提供更快的传输速度。