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TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)和UDP(User Data Protocol ,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)都屬于TCP/IP協(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議集包括了超文本傳輸協(xié)議(HTTP)、文本傳輸協(xié)議(FTP)、遠(yuǎn)程登錄協(xié)議(Telnet)、internet協(xié)議(IP)、internet控制信息協(xié)議(IMCP)等，而今天要講的傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)正是運行在協(xié)議簇的傳輸層。

OSI協(xié)議模型、TCP/IP協(xié)議模型

TCP和UDP的區(qū)別

連接性

TCP是面向連接的協(xié)議，在收發(fā)數(shù)據(jù)前必須和對方建立可靠的連接，建立連接的3次握手、斷開連接的4次揮手，為數(shù)據(jù)傳輸打下可靠基礎(chǔ);UDP是一個面向無連接的協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸前，源端和終端不建立連接，發(fā)送端盡可能快的將數(shù)據(jù)扔到網(wǎng)絡(luò)上，接收端從消息隊列中讀取消息段。

可靠性

TCP提供可靠交付的服務(wù)，傳輸過程中采用許多方法保證在連接上提供可靠的傳輸服務(wù)，如編號與確認(rèn)、流量控制、計時器等，確保數(shù)據(jù)無差錯，不丟失，不重復(fù)且按序到達(dá);UDP使用盡可能最大努力交付，但不保證可靠交付。

報文首部

TCP報文首部有20個字節(jié)，額外開銷大;UDP報文首部只有8個字節(jié)，標(biāo)題短，開銷小。

UDP報文結(jié)構(gòu)

TCP報文結(jié)構(gòu)

報文傳輸

TCP協(xié)議面向字節(jié)流，將應(yīng)用層報文看成一串無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流，分解為多個TCP報文段傳輸后，在目的站重新裝配;UDP協(xié)議面向報文，不拆分應(yīng)用層報文，只保留報文邊界，一次發(fā)送一個報文，接收方去除報文首部后，原封不動將報文交給上層應(yīng)用。

吞吐量控制

TCP擁塞控制、流量控制、重傳機制、滑動窗口等機制保證傳輸質(zhì)量;UDP沒有。

雙工性

TCP只能點對點全雙工通信;UDP支持一對一、一對多、多對一和多堆垛的交互通信。

TCP和UDP的編程步驟

TCP編程步驟

UDP編程步驟

從上面TCP、UDP編程步驟可以看出，UDP 服務(wù)器端不需要調(diào)用監(jiān)聽(listen)和接收(accept)客戶端連接，而客戶端也不需要連接服務(wù)器端(connect)。UDP協(xié)議中，任何一方建立socket后，都可以用sendto發(fā)送數(shù)據(jù)、用recvfrom接收數(shù)據(jù)，不必關(guān)心對方是否存在，是否發(fā)送了數(shù)據(jù)。

TCP和UDP的使用場景

為了實現(xiàn)TCP網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，增加校驗和、序號標(biāo)識、滑動窗口、確認(rèn)應(yīng)答、擁塞控制等復(fù)雜的機制，建立了繁瑣的握手過程，增加了TCP對系統(tǒng)資源的消耗;TCP的重傳機制、順序控制機制等對數(shù)據(jù)傳輸有一定延時影響，降低了傳輸效率。TCP適合對傳輸效率要求低，但準(zhǔn)確率要求高的應(yīng)用場景，比如萬維網(wǎng)(HTTP)、文件傳輸(FTP)、電子郵件(SMTP)等。

UDP是無連接的，不可靠傳輸，盡最大努力交付數(shù)據(jù)，協(xié)議簡單、資源要求少、傳輸速度快、實時性高的特點，適用于對傳輸效率要求高，但準(zhǔn)確率要求低的應(yīng)用場景，比如域名轉(zhuǎn)換(DNS)、遠(yuǎn)程文件服務(wù)器(NFS)等。