如何理解UDP 和 TCP? 區別? 應用場景?

林恒發表於2024-03-20
UDPTCP

一、UDP

UDP（User Datagram Protocol），使用者資料包協議，是一個簡單的面向資料包的通訊協議，即對應用層交下來的報文，不合並，不拆分，只是在其上面加上首部後就交給了下面的網路層

也就是說無論應用層交給UDP多長的報文，它統統傳送，一次傳送一個報文

而對接收方，接到後直接去除首部，交給上面的應用層就完成任務

UDP報頭包括4個欄位，每個欄位佔用2個位元組（即16個二進位制位），標題短，開銷小

特點如下：

  • UDP 不提供複雜的控制機制，利用 IP 提供面向無連線的通訊服務
  • 傳輸途中出現丟包，UDP 也不負責重發
  • 當包的到達順序出現亂序時，UDP沒有糾正的功能。
  • 並且它是將應用程式發來的資料在收到的那一刻，立即按照原樣傳送到網路上的一種機制。即使是出現網路擁堵的情況，UDP 也無法進行流量控制等避免網路擁塞行為

二、TCP

TCP（Transmission Control Protocol），傳輸控制協議，是一種可靠、面向位元組流的通訊協議，把上面應用層交下來的資料看成無結構的位元組流來傳送

可以想象成流水形式的，傳送方TCP會將資料放入“蓄水池”（快取區），等到可以傳送的時候就傳送，不能傳送就等著，TCP會根據當前網路的擁塞狀態來確定每個報文段的大小

TCP報文首部有20個位元組，額外開銷大

特點如下：

  • TCP充分地實現了資料傳輸時各種控制功能，可以進行丟包時的重發控制，還可以對次序亂掉的分包進行順序控制。而這些在 UDP 中都沒有。
  • 此外，TCP 作為一種面向有連線的協議，只有在確認通訊對端存在時才會傳送資料，從而可以控制通訊流量的浪費。
  • 根據 TCP 的這些機制，在 IP 這種無連線的網路上也能夠實現高可靠性的通訊（ 主要透過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連線管理以及視窗控制等機制實現）

三、區別

UDP與TCP兩者的都位於傳輸層，如下圖所示：

兩者區別如下表所示：

  • TCP 是面向連線的協議，建立連線3次握手、斷開連線四次揮手，UDP是面向無連線，資料傳輸前後不連線連線，傳送端只負責將資料傳送到網路，接收端從訊息佇列讀取

  • TCP 提供可靠的服務，傳輸過程採用流量控制、編號與確認、計時器等手段確保資料無差錯，不丟失。UDP 則儘可能傳遞資料，但不保證傳遞交付給對方

  • TCP 面向位元組流，將應用層報文看成一串無結構的位元組流，分解為多個TCP報文段傳輸後，在目的站重新裝配。UDP協議面向報文，不拆分應用層報文，只保留報文邊界，一次傳送一個報文，接收方去除報文首部後，原封不動將報文交給上層應用

  • TCP 只能點對點全雙工通訊。UDP 支援一對一、一對多、多對一和多對多的互動通訊

兩者應用場景如下圖：

可以看到，TCP 應用場景適用於對效率要求低，對準確性要求高或者要求有連結的場景，而UDP 適用場景為對效率要求高，對準確性要求低的場景

參考文獻

  • https://zh.wikipedia.org
  • https://www.shangmayuan.com/a/a1e3ceb218284cefb95de7fd.html
  • https://segmentfault.com/a/1190000021815671
  • https://vue3js.cn/interview

相關文章