TCP 和 UDP的区别

概述

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是互联网中两种最常用的传输层协议
总的来说，TCP适用于对数据可靠性要求高的场景，而UDP适用于实时传输和对可靠性要求较低的场景。在实际应用中，根据具体需求选择合适的传输协议非常重要

区别

TCP要求系统资源较多，UDP较少；
UDP程序结构较简单
流模式（TCP）与数据报模式(UDP);
TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
TCP保证数据顺序，UDP不保证
TCP协议在传送数据段的时候要给段标号；UDP协议不
TCP协议可靠；UDP协议不可靠
TCP协议是面向连接；UDP协议采用无连接
TCP协议负载较高，采用虚电路；UDP采用无连接
TCP协议的发送方要确认接收方是否收到数据段（3次握手协议）
TCP协议采用窗口技术和流控制
连接性：
○ TCP是面向连接的协议，通信双方在传输数据前需要建立连接，确保数据可靠传输，传输过程中会进行数据重传、拥塞控制等机制。
○ UDP是无连接的协议，通信双方之间不需要建立持久的连接，数据包发送者不需要确认接收者是否收到数据，也不负责数据包的重传，因此传输速度较快。
undefined 可靠性：
○ TCP提供可靠的数据传输，通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据的完整性和顺序性，适用于对数据完整性要求较高的场景。
○ UDP不提供数据传输的可靠性保证，数据包可能会丢失或乱序，适用于实时性要求较高的场景，如音视频传输。
流量控制：
○ TCP采用滑动窗口和拥塞控制等机制来控制数据流量，避免数据包丢失和网络拥塞。
○ UDP不提供流量控制功能，数据包发送者会尽可能快地发送数据，但无法调整发送速率以适应网络状况。
头部开销：
○ TCP的头部较大，包含序列号、确认号、窗口大小等信息，使得每个TCP数据包的开销较大。
○ UDP的头部较小，只包含源端口、目标端口、长度和校验和等基本信息，使得UDP数据包的开销较小。
应用场景：
○ TCP适用于对数据完整性和顺序性要求较高的应用，如网页浏览、文件传输等。
○ UDP适用于实时性要求较高、数据量较小、对可靠性要求较低的应用，如音视频流媒体、在线游戏等。

UDP

UDP 与 TCP 的主要区别在于 UDP 不一定提供可靠的数据传输。
事实上，该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。UDP 在许多方面非常有效。当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时（其中任意给定数据的重要性相对较低），可使用 UDP。ICQ 短消息使用 UDP 协议发送消息。
许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。重要的状态信息随可靠的TCP连接发送，而主数据流通过UDP发送。

TCP

TCP的目的是提供可靠的数据传输，并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时，负责数据恢复。它通过为其发送的每个数据包提供一个序号来完成此恢复。记住，较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元，因此，数据包可以沿完全不同的路径发送，即使它们都是同一消息的组成部分。这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似，只是级别更高而已。
为确保正确地接收数据，TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认（即 ACK）。如果在某个时限内未收到相应的 ACK，将重新传送数据包。如果网络拥塞，这种重新传送将导致发送的数据包重复。但是，接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包，并在必要时丢弃它。

TCP与UDP的选择

如果比较UDP包和TCP包的结构，很明显UDP包不具备TCP包复杂的可靠性与控制机制。与TCP协议相同，UDP的源端口数和目的端口数也都支持一台主机上的多个应用。一个16位的UDP包包含了一个字节长的头部和数据的长度，校验码域使其可以进行整体校验。（许多应用只支持UDP，如：多媒体数据流，不产生任何额外的数据，即使知道有破坏的包也不进行重发。）
很明显，当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时，TCP协议是当然的选择。当强调传输性能而不是传输的完整性时，如：音频和多媒体应用，UDP是最好的选择。
在数据传输时间很短，以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下，UDP也是一个好的选择，如：DNS交换。把SNMP建立在UDP上的部分原因是设计者认为当发生网络阻塞时，UDP较低的开销使其有更好的机会去传送管理数据。TCP丰富的功能有时会导致不可预料的性能低下，但是我们相信在不远的将来，TCP可靠的点对点连接将会用于绝大多数的网络应用。

UDP和TCP编程区别

1.socket()的参数不同
　　 2.UDP Server不需要调用listen和accept
　　 3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
　　 4.TCP：地址信息在connect/accept时确定
　　 5.UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
　　 6.UDP：shutdown函数无效

通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程，即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯，函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)，这表示建立一个socket用于流式网络通讯。
　 SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的，即每次收发数据之前必须通过connect建立连接，也是双向的，即任何一方都可以收发数据，协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的，即每个包按照发送的顺序到达接收方。
　　而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯，它是无连接的，不可靠的，因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据，是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据，也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在，是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的，而UDP没有。
UDP和TCP编程步骤也有些不同，如下
TCP:
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；

UDP:
与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下：
　　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；

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；
TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。
UDP（User Datagram Protocol）和TCP（Transmission Control Protocol）在编程中的步骤有一些不同，主要体现在建立连接、传输数据和处理错误等方面。

UDP 编程步骤：
创建套接字：使用 socket() 函数创建 UDP 套接字。
绑定端口：使用 bind() 函数将套接字绑定到特定的端口上，以便接收发送到该端口的数据包。
接收数据：使用 recvfrom() 函数接收从远程主机发送过来的数据包。
发送数据：使用 sendto() 函数向指定的目标地址和端口发送数据包。
关闭套接字：使用 close() 函数关闭套接字，释放资源。
TCP 编程步骤：
创建套接字：使用 socket() 函数创建 TCP 套接字。
绑定端口：可选的，使用 bind() 函数将套接字绑定到本地端口上。
监听连接：如果是服务器端，使用 listen() 函数监听客户端连接请求。
接受连接：如果是服务器端，使用 accept() 函数接受客户端的连接请求，并创建新的套接字来与客户端通信。
建立连接：如果是客户端，使用 connect() 函数连接到服务器端的地址和端口。
传输数据：使用 send() 和 recv() 函数发送和接收数据。
关闭连接：使用 close() 函数关闭连接的套接字，释放资源。
在UDP编程中，由于UDP是无连接的，因此不需要建立连接和维护状态，所以没有类似于TCP的监听连接和接受连接的步骤。此外，UDP在发送和接收数据时也不需要等待连接建立确认或者接收数据确认，因此发送和接收数据的过程更为简单。不过需要注意的是，UDP的无连接性也意味着数据传输的不可靠性和无序性，需要在应用层进行相应的处理和容错机制。