TCP和UDP比较

一、TCP/IP协议

TCP/IP协议，你一定经常听说吧，其中TCP(Transmission Control Protocol)称为传输控制协议，IP(Internet Protocol)称为因特网互联协议。

其实TCP/IP协议，是一个协议簇，就是一大堆协议的集合。

这一大套协议定义了整个互联网通信的基础，比如一次网络链接要经过哪些步骤，一块数据传输过程中应该如何解释，这块数据该如何展示给编程者等等问题。

举个例子：就好比小时候玩过家家的游戏，谁负责当爸，谁负责当妈，谁负责当儿子，都有明确的指派，谁负责买菜，买菜之后的钱交给谁来管理，如果没花了，怎么办，每天应该几点起床，起床之后应该谁叠被，都会明确指出，每个人都会默默遵从人物角色和规则。

TCP/IP整个协议集合大概做的就是这个事情，他包含了很多个不同的角色(对应于协议)，并定义好了数据如何传输，不同角色之间如何协商。

理解了TCP/IP是什么，时时刻刻认为，它里面包涵很多个协议，这些协议就是一整套规则，它定义了整个互联网如何连接，如何协商的最基础规则。

TCP/IP协议又分为了4层，分别为：应用层，传输层，IP层，物理层。

二、重点介绍下传输层，也就是TCP，UDP两个协议。

TCP和UDP(User Datagram Protocol)这两个协议，是用来传输数据的，因为他们叫传输层嘛，那不做这个事情，毫无用处了。

我们想象一个场景，网络中任意两个端要通信，会采用什么样的传输方式呢？

想象下人类之间的通信吧。

第一种是拨电话，我拨通了你的手机号码，直到你回答“喂，你好”，我听到了这个话之后，我们之间才继续进行交谈。

第二种是发短信，我给你的手机号码发送一条短信，然后就没有然后了，有可能你没收到，有可能你收到了一会儿又给我回复。

第一种对应的就是TCP，第二种对应的是UDP，TCP是需要对方确认的，也就是传输之前需要进行“三次握手”(这里又是一个专有名词，就是传输的两端要经过三次确认，才能开始通信)。UDP是比较粗暴的，不管对方什么情况，直接发送，不需要确认过程。

很多博客和书籍中说的，TCP是可靠的链接(因为中间有个Control的单词，带上了这个单词，以为着更可靠哦)，UDP是不可靠的链接就是这个意思。可靠的链接带来的是效率的下降，比如一次网络请求很大一部分时间都是浪费在互相确认的过程当中，资源消耗比较多，但是保证了数据的传输是可靠的，并且数据传输是有序的。不可靠的链接带来的是效率的提升，但可能服务质量有下降。

要摆脱一种人为的误区，不要以为UDP不可靠，就没有什么应用场景，据说QQ发送数据就是靠UDP发送的呢，虽然是不可靠的链接，但是还是用了很多校验算法保证了数据质量的稳定，同时保证了效率。TCP虽然耗时，但是对于稳定性优先的场景，还是应该有限选用TCP，比如浏览器中访问网页用的就是TCP。此外在一些长连接系统里面，比如微信，连接通道应该也是用TCP建立的，因为要维护一条稳定的信息传输通道。

具体协议是如何控制的，数据包是如何传输的，怎么校验数据的正确性，还有重传特性，这些都是协议中重要的控制过程，但是不做详述了，不但枯燥，而且对于实际的产品并没有什么卵用。具体选用什么样的数据传输方式，应该根据场景而定。

安全的东西往往不快，反之也是如此，而TCP和UDP他们之间也是这样的：

TCP(传输控制协议)

是基于连接的，在正式收发数据之前必须要与对方建立连接，这之间需要经过三次“对话”，首先A主机需要和B主机之间建立数据的收发，A需要发送一个请求，询问B：“我需要连接”，B收到询问后会给A发送一个回应：“可以连接”，这时A主机得到B主机的回应后，他们之间就建立了连接，就可以进行数据的传输了。

UDP(用户数报协议)它与TCP相对应的协议，是面向非连接的，不与对方建立连接，直接把数据包发送出去，UDP适用于一次传输少量的数据，对可靠性要求不高的应用环境，日常生活中使用的ping命令测试两台主机是否通信正常，其原理就是通过UDP实现的。

三、理解TCP和UDP

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍，你只要做到能够理解这个过程即可。

三次对话：

我们来看看这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。

UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！

UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。

比如，我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。例如，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包。大家可以看到，发送的数据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出现收不到消息的情况。

四、适用场合

TCP：Transfer Control Protocol，传输控制协议。

这是一个全双工的、面向连接的、可靠的并且是精确控制的协议。

主要是用在那些实时性不强、但要求不能出错的应用。比如说，网页的浏览、文件的下载（不是BT、电驴下载）、邮件的收发等场合，就需要TCP协议进行传输（因为不会出错）。

当然，它在网络方面的开销是昂贵的。

UDP：User Datagram Protocol，用户数据报协议。

这是一个不可靠的传输协议。因为它不排序所要发送的数据段、不关心这些数据段到达目的方的顺序（所以它才不可靠），所以它在网络的开销要比TCP小很多。因此UDP适合用在那些实时性强、允许出错的场合。

比如说：即时通信（MSN、QQ），视频，语音等方面。