面試官：如何理解UDP 和 TCP? 區(qū)別? 應(yīng)用場(chǎng)景?
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一、UDP
UDP(User Datagram Protocol)，用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是一個(gè)簡(jiǎn)單的「面向數(shù)據(jù)報(bào)的通信協(xié)議」，即對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文，不合并，不拆分，只是在其上面加上首部后就交給了下面的網(wǎng)絡(luò)層
也就是說(shuō)無(wú)論應(yīng)用層交給UDP多長(zhǎng)的報(bào)文，它統(tǒng)統(tǒng)發(fā)送，一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文
而對(duì)接收方，接到后直接去除首部，交給上面的應(yīng)用層就完成任務(wù)
UDP報(bào)頭包括4個(gè)字段，每個(gè)字段占用2個(gè)字節(jié)(即16個(gè)二進(jìn)制位)，標(biāo)題短，開銷小
特點(diǎn)如下：
- UDP 不提供復(fù)雜的控制機(jī)制，利用 IP 提供面向無(wú)連接的通信服務(wù)
- 傳輸途中出現(xiàn)丟包，UDP 也不負(fù)責(zé)重發(fā)
- 當(dāng)包的到達(dá)順序出現(xiàn)亂序時(shí)，UDP沒有糾正的功能。
- 并且它是將應(yīng)用程序發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)在收到的那一刻，立即按照原樣發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的一種機(jī)制。即使是出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況，UDP 也無(wú)法進(jìn)行流量控制等避免網(wǎng)絡(luò)擁塞行為
二、TCP
TCP(Transmission Control Protocol)，傳輸控制協(xié)議，是一種可靠、「面向字節(jié)流的通信協(xié)議」，把上面應(yīng)用層交下來(lái)的數(shù)據(jù)看成無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流來(lái)發(fā)送
可以想象成流水形式的，發(fā)送方TCP會(huì)將數(shù)據(jù)放入“蓄水池”(緩存區(qū))，等到可以發(fā)送的時(shí)候就發(fā)送，不能發(fā)送就等著，TCP會(huì)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀態(tài)來(lái)確定每個(gè)報(bào)文段的大小
TCP報(bào)文首部有20個(gè)字節(jié)，額外開銷大
特點(diǎn)如下：
- TCP充分地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)各種控制功能，可以進(jìn)行丟包時(shí)的重發(fā)控制，還可以對(duì)次序亂掉的分包進(jìn)行順序控制。而這些在 UDP 中都沒有。
- 此外，TCP 作為一種面向有連接的協(xié)議，只有在確認(rèn)通信對(duì)端存在時(shí)才會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，從而可以控制通信流量的浪費(fèi)。
- 根據(jù) TCP 的這些機(jī)制，在 IP 這種無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)上也能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的通信( 主要通過校驗(yàn)和、序列號(hào)、確認(rèn)應(yīng)答、重發(fā)控制、連接管理以及窗口控制等機(jī)制實(shí)現(xiàn))
三、區(qū)別
UDP與TCP兩者的都位于傳輸層，如下圖所示：
兩者區(qū)別如下表所示：
| TCP | UDP | |
|---|---|---|
| 可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 連接性 | 面向連接 | 無(wú)連接 |
| 報(bào)文 | 面向字節(jié)流 | 面向報(bào)文 |
| 效率 | 傳輸效率低 | 傳輸效率高 |
| 雙共性 | 全雙工 | 一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多 |
| 流量控制 | 滑動(dòng)窗口 | 無(wú) |
| 擁塞控制 | 慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù) | 無(wú) |
| 傳輸效率 | 慢 | 快 |
- TCP 是面向連接的協(xié)議，建立連接3次握手、斷開連接四次揮手，UDP是面向無(wú)連接，數(shù)據(jù)傳輸前后不連接連接，發(fā)送端只負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，接收端從消息隊(duì)列讀取
- TCP 提供可靠的服務(wù)，傳輸過程采用流量控制、編號(hào)與確認(rèn)、計(jì)時(shí)器等手段確保數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)，不丟失。UDP 則盡可能傳遞數(shù)據(jù)，但不保證傳遞交付給對(duì)方
- TCP 面向字節(jié)流，將應(yīng)用層報(bào)文看成一串無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流，分解為多個(gè)TCP報(bào)文段傳輸后，在目的站重新裝配。UDP協(xié)議面向報(bào)文，不拆分應(yīng)用層報(bào)文，只保留報(bào)文邊界，一次發(fā)送一個(gè)報(bào)文，接收方去除報(bào)文首部后，原封不動(dòng)將報(bào)文交給上層應(yīng)用
- TCP 只能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工通信。UDP 支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信
兩者應(yīng)用場(chǎng)景如下圖：
可以看到，TCP 應(yīng)用場(chǎng)景適用于對(duì)效率要求低，對(duì)準(zhǔn)確性要求高或者要求有鏈接的場(chǎng)景，而UDP 適用場(chǎng)景為對(duì)效率要求高，對(duì)準(zhǔn)確性要求低的場(chǎng)景
參考文獻(xiàn)
- https://zh.wikipedia.org
- https://www.shangmayuan.com/a/a1e3ceb218284cefb95de7fd.html
- https://segmentfault.com/a/1190000021815671
- https://vue3js.cn/interview
