网络通信（五）：TCP 与 UDP 的区别

电玩女神 2022-03-17 11:18 276阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1、通信协议上的区别
     *  2、编程实现上的区别
     *   *  2.1、TCP 协议
         *  2.1.1、TCP编程的服务器端一般步骤是：
         *  2.2、UDP 协议
         *   *  2.2.1、UDP编程的服务器端一般步骤是：
             *  2.2.2、UDP编程的客户端一般步骤是：
     *  3、为什么UDP有时比TCP更有优势？
     *  4、为什么TCP不适用于实时传输？
     *  5、UDP如何实现可靠性传输？

## 1、通信协议上的区别 ##

1、TCP是面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的  
UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

## 2、编程实现上的区别 ##

### 2.1、TCP 协议 ###

### 2.1.1、TCP编程的服务器端一般步骤是： ###

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt(); \* 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、开启监听，用函数listen()；

5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

7、关闭网络连接；

8、关闭监听；

TCP编程的客户端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();\* 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();\* 可选

4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；

5、连接服务器，用函数connect()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

7、关闭网络连接；

### 2.2、UDP 协议 ###

#### 2.2.1、UDP编程的服务器端一般步骤是： ####

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();（可选）

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、循环接收数据，用函数recvfrom();

5、关闭网络连接；

#### 2.2.2、UDP编程的客户端一般步骤是： ####

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();\* 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();\* 可选

4、设置对方的IP地址和端口等属性;

5、发送数据，用函数sendto();

6、关闭网络连接；

## 3、为什么UDP有时比TCP更有优势？ ##

UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。

（1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。

（2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。  
采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

## 4、为什么TCP不适用于实时传输？ ##

TCP影响实时性不是因为握手消耗时间，一般来说，单位时间内传输的数据流量比较平滑。

TCP依赖滑动窗口进行流量控制，滑动窗口大小是自适应的，影响滑动窗口主要有两个因素，一是网络延时，二是传输速率，滑动窗口的大小与延时成正比，与传输速率也成正比。

在给定的网络环境下，延时可以认为是固定的，因此滑动窗口仅与传输速率有关，当传输实时数据时，因为数据流通量比较固定，所以这时TCP上的滑动窗口会处于一个不大不小的固定值，这个值大小恰好保证当前生产的数据实时传输到对方。

当出现网络丢包时，按TCP协议（快速恢复），滑动窗口将减少到原来的一半，因此速率立刻减半，此时发送速率将小于数据生产速率，一些数据将滞留在发送端，然后滑动窗口将不断增大，直到积累的数据全部发送完毕。

上述过程即为典型的TCP流量抖动过程，对于实时传输影响很大，可能形成较大的突发时延，从用户感观角度来说，就是有时比较流畅，但有时卡顿比较严重，因此实时传输通常不使用TCP。

## 5、UDP如何实现可靠性传输？ ##

UDP它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。

传输层无法保证数据的可靠传输，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层。

实现确认机制、重传机制、窗口确认机制。 目前有如下开源程序利用udp实现了可靠的数据传输。分别为RUDP、RTP、UDT。

基于UDP的数据传输协议（UDP-based Data Transfer Protocol，简称UDT）是一种互联网数据传输协议。UDT的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输，而互联网上的标准数据传输协议TCP在高带宽长距离网络上性能很差。 顾名思义，UDT建于UDP之上，并引入新的拥塞控制和数据可靠性控制机制。UDT是面向连接的双向的应用层协议。