TCP与UDP的区别
1、相同点
都属于传输层的协议,都是为应用层 提供服务。
2、是否面向连接
- tcp面向连接:三次握手建立连接,四次挥手断开连接。端对端的连接。全双工通讯(允许同时收发数据)。
- udp面向无连接:无需三次握手。支持一对一、一对多、多对一以及多对多。
3、数据传输方式
TCP基于字节流:可能拆分为多个多个tcp报文进行传输。对于接收方而言,需要处理粘包问题。
UDP基于报文:udp每次收发都是完整的报文。
4、是否可靠
tcp可靠传输:
- tcp分段,进行发送数据包的控制。TCP 负责把连续字节流拆成可控大小的段发出去,接收端再按顺序拼回字节流。
-
应用层交给 TCP 的是一串连续字节(没有边界概念)。
-
TCP 会根据 MSS (最大报文段长度)、发送窗口、拥塞窗口等,把字节流切成一个个 TCP 段再发。
-
好处:避免 IP 层分片带来的更高丢包代价;也便于重传、排序、流控。
- 序列号,tcp报文包含序列号,确保完整接收,丢失重复数据,排序(为什么需要序列号)。没有序列号,就无法排序、无法去重、无法精确确认、也无法定位丢包。
-
序列号是 TCP 可靠性的核心之一,它解决 4 件事:
-
排序:网络可能乱序到达,序列号告诉接收端每段数据在字节流中的位置,能按序拼接。
-
去重:可能发生重复报文(例如 ACK 丢了,发送端以为没收到而重传),接收端凭序列号识别重复并丢弃。
-
发现丢失:如果收到 1、2、4 段,缺 3 段,就知道中间丢了。
-
实现可靠确认(ACK 是确认到哪个序列号) :ACK 不是"我收到了某个包",而是"我已经按序收到了某个字节序号之前的所有数据"。
- 确认应答机制
-
TCP 接收端会返回 ACK,表示"期望收到的下一个字节序号"(累计确认)。
-
发送端只有收到 ACK,才认为对方已可靠接收并可以滑动窗口继续发。
-
若 ACK 长时间未到达,会触发重传(超时重传)
- 校验和,检测报文有传输过程的数据变化
-
TCP 对首部 + 数据计算校验和。
-
目的:检测传输中比特翻转/数据被破坏(错误检测)。
-
注意:校验和只能"发现错",不能"纠错";发现错就丢弃该段,靠重传恢复。
- 滑动窗口
-
接收端有接收缓冲区,能接多少数据取决于缓冲区剩余空间。
-
接收端在 ACK 中通过 接收窗口 rwnd 告诉发送端:我还能接多少。
-
发送端按窗口大小控制"未确认数据"的数量,避免接收端来不及处理导致丢包。
- 拥塞控制保证"大家都别把网塞爆",是 TCP 可靠+稳定的关键。
-
网络中间路由器/链路也会拥塞,TCP 通过 cwnd(拥塞窗口) 控制发送速率。
-
典型策略:慢启动 → 拥塞避免 → 拥塞发生时减速(快重传/快恢复)
-
当出现丢包/RTT 激增,TCP 会认为网络拥塞,降低 cwnd,减少注入网络的数据量。
udp不可靠传输:
- 不保证消息交付
- 不保证交付顺序
- 不进行拥塞控制
- 不进行流量控制:没有接收缓冲区
5、传输效率
tcp效率低:
- tcp实现了可靠传输造成性能损失
- tcp头部 20字节
udp效率高:
- udp不可靠传输
- udp头8个字节
6、应用场景
tcp要求数据可靠,对速度要求不高
udp实时性要求高