简单介绍UDP
试想一下，UDP就像是数字世界里的那位自由奔放的冲浪者，他驾着数据包的"浪板"，一头扎进互联网的浩瀚海洋，追逐着速度与激情的梦。他不拘泥于规则，也不在意每一次跳跃是否会被完美捕捉------毕竟，他是那个敢于冒险、享受过程的探险家。UDP的口号是："我传递，我自由！"他特别擅长那些对实时性要求极高的场合，比如视频会议上的欢声笑语、在线游戏中的紧张刺激，还有那场你期待已久的现场直播。在这些时刻，UDP就是那位让欢乐无缝衔接、让心跳同步加速的幕后英雄。
UDP (User Datagram Protocol) 是一种无连接的传输层协议，主要用于需要低延迟而可以容忍数据丢失的场合。它不提供数据包的顺序传递或重传机制，这意味着UDP数据包可能会丢失、重复或乱序到达。由于UDP在发送数据前不需要建立连接，因此它的开销较低，处理速度快，非常适合实时应用，如语音和视频通信、在线游戏和多播/广播服务。
扩展 ：我们可以通过创建socket套接字的方式来选择UDP和TCP。标红的地方如果是
SOCK_STREAM，就是使用字节流传输数据，指的是TCP协议；如果是SOCK_DGRAM，就是使用数据报传输数据，指的是UDP协议。返回的fd是指socket句柄，可以理解为socket的身份证号。
TCP为什么慢
TCP (Transmission Control Protocol) 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在传输数据之前需要建立一个连接（三次握手），并确保数据按序、无误地送达。为了实现这些功能，TCP使用了以下机制：
- 重传机制：序列号（sequence）和确认应答（ACK）来保证数据的有序和完整传输。如果长时间等不到接受方的确认，TCP就会重新发一次消息，这就是所谓的重传机制。重传本身对性能影响是比较严重的。
- 流量控制机制（如滑动窗口） ：来防止发送方过快地发送数据导致接收方无法处理。TCP根据窗口的大小去控制自己发送的数据量，这样能大大减少丢包的概率。流量控制针对的是单个连接数据处理能力的控制。
- 拥塞控制 ：即使是最宽敞的道路也会因为车流过多而发生拥堵。于是，TCP运用拥塞控制，监控着整条网络高速公路的车流量，适时调整发送速率，避免出现"大堵车"。这就好比在高峰期自动调节红绿灯的时长，确保车辆能够顺畅通行，避免不必要的等待。拥塞控制针对的是整个网络环境数据处理能力的控制。
这些额外的功能使得TCP在某些方面比UDP"慢"，因为它们增加了额外的处理和等待时间。
扩展 ：分段重传和数据报乱序
分段重传 ：TCP协议在发送数据时，会将数据分割成多个较小的分段 ，每个分段都有一个序列号。当TCP发送一个分段后，它会启动一个重传计时器。如果在这个计时器到期之前没有收到确认（ACK），TCP将认为该分段可能在传输过程中丢失，从而触发重传机制。重传的分段将再次被发送，直到接收到确认为止。
数据报乱序处理 ：数据报乱序是指数据分段没有按照发送顺序到达接收方的现象。这通常发生在网络中，因为不同的数据分段可能通过不同的路径或经历不同的延迟。
被误解的UDP
虽然UDP通常被认为比TCP"快"，但这并不意味着它在所有情况下都是最佳选择。UDP的"快速"特性来源于它对可靠性和顺序的放弃，这在需要实时交互且能容忍少量数据丢失的场景下非常有用。然而，在需要高可靠性和数据完整性的应用中，UDP的这些特点反而成为劣势。此外，UDP的"快速"也并非绝对，网络条件差时，UDP的数据包丢失率可能非常高，影响整体性能。
有时候用UDP却更慢
- 当网络环境不稳定，数据包丢失严重时，UDP的不可靠性会导致应用程序频繁请求重传，从而增加延迟。
- 在传输很大的数据包时，TCP内部会根据MSS的大小分段，进入到IP层后，每个包大小不超过MTU ，因此IP层不会再进行分片，这时候如果发生丢包了，只需要重传每个MSS分段就够了；但对于UDP本身并不会分段，如果数据过大，到了IP层就会进行分片，此时发生丢包的话，再次重传就会重传整个大数据包。这种情况，UDP就比TCP要慢，对于早期基于UDP的NFS协议就有这个问题。
扩展：MSS（Maximum Segment Size） 和 MTU（Maximum Transmission Unit）
是网络通信中两个重要的概念，它们分别在TCP和链路层起作用，用于限制数据包的大小，确保数据在网络中有效和高效地传输。
MSS - Maximum Segment Size
MSS是指在TCP层上，一个TCP数据段（segment）所能携带的最大数据量（不包括头部）。换句话说，MSS是你在一个TCP数据包中可以发送的最大有效载荷。MSS的值是由TCP连接两端协商确定的，目的是为了优化数据传输效率。如果MSS设置得太大，可能会导致数据包在经过网络中的某些设备时被分片，而分片会增加网络延迟和可能的数据包丢失风险。如果设置得太小，则会增加网络的开销，因为每个数据包的头部信息所占比例会变大。
MTU - Maximum Transmission Unit
MTU是指在链路层上，一个数据帧（frame）所能承载的最大数据量（同样不包括头部）。它定义了在特定网络接口上，不经分片就可以传输的最大数据单元大小。MTU的值取决于具体的网络技术和硬件配置。例如，以太网的MTU通常是1500字节。如果一个数据包的大小超过了MTU，它将被分片，每个分片作为一个独立的数据帧传输。分片可以增加网络的复杂性，因为接收方必须重新组装这些分片才能还原原始数据。
小结
在网络的广阔天地中，UDP与TCP犹如两位性格迥异的侠客，各自驰骋于数据传输的江湖，书写着属于自己的传奇。UDP，那位身手敏捷、崇尚自由的游侠，他穿梭于网络的每一个角落，不受束缚，不拘小节，仿佛一阵清风，来去无踪。他以最快的速度 传递着信息，无论是战场上的实时战报，还是赛场上激动人心的直播，UDP总能第一时间将这份热乎乎的资讯送达你的屏幕前。他不计较每一滴水珠的流失，因为他明白，在这场与时间的赛跑中，速度才是王道。
而TCP，那位沉稳持重、恪守规矩的将军，他指挥着数据的千军万马，每一步都力求精准无误。他建立连接，确认每一次信息的传递，宛如一位严谨的图书管理员，确保每一本书都能按序号归位。在TCP的世界里，没有遗漏，没有错乱 ，只有井然有序的数据流，从一端到另一端，跨越千山万水，却依然保持着那份最初的完整。他深知，有些时候，质量远胜于速度，特别是在那些需要高度可靠性和数据完整性的场合，TCP就是那份坚实的依靠。
但话说回来，UDP与TCP，这对网络世界的双雄，真的能以快慢论英雄吗？其实不然。在不同的应用场景下，他们各有千秋，各领风骚。UDP的"快"源于他对自由的向往，而TCP的"慢"则是对细节的执着。正所谓，"快"与"慢"皆是相对的，没有绝对的优劣，只有最适合的场景。在实时通信的战场上，UDP的"快"是制胜的关键；而在文件传输的领域，TCP的"稳"则成了不二之选。
所以，下一次当你面临选择UDP还是TCP的决策时，不妨想想你的应用需求，是渴望那份速度与激情，还是追求那份稳健与安全。无论是UDP的自由奔放，还是TCP的严谨可靠，他们都以各自独特的方式，诠释着网络世界的无限魅力。在这个数据交织的宇宙中，UDP与TCP，就像两颗璀璨的星辰，照亮着网络通信的星空，让我们的数字生活更加丰富多彩。