TCP和UDP之间有什么区别？你什么时候使用？

TCP和UDP之间有什么区别？你什么时候使用？

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）都是用于通过Internet发送数据的传输层协议，但它们的操作和用例有显着差异。

差异：

1. 面向连接与无连接：

   • TCP面向连接。它在数据传输开始之前建立了发送者和接收器之间的连接，从而确保可靠的数据流。该连接必须维护，直到通信会话结束为止。
   • UDP是无连接的。它在没有建立连接的情况下发送数据包（数据报），这意味着没有保证数据包的交付或订单。

2. 可靠性：

   • TCP通过机制确保可靠的数据传输，例如对收到的数据包的确认，丢失数据包的重新传输以及序列控制以维护数据顺序。
   • UDP不提供任何可靠性机制。数据包可能会丢失，重复或失效。

3. 速度和开销：

   • TCP由于其可靠性功能而具有较高的开销，这可能会导致传输速度较慢。
   • UDP的开销较低，并且可以更快，因为它不包括TCP的可靠性机制。

4. 流量控制和拥塞控制：

   • TCP包括流量控制和拥塞控制，以管理数据传输速率并防止网络拥塞。
   • UDP没有内置的流量或拥堵控制，如果在应用程序级别不管理的话，这可能会导致网络拥堵。

何时使用每个：

• 使用TCP进行需要高可靠性和数据完整性的应用程序，例如：

  • 文件传输（例如，FTP）
  • 电子邮件（例如，SMTP）
  • Web浏览（例如，http/https）

• 将UDP用于速度比可靠性更为关键的应用程序，例如：

  • 流媒体（例如，视频和音频）
  • 在线游戏
  • DNS查询

哪种协议TCP或UDP更适合需要高可靠性的应用程序，为什么？

TCP更适合需要高可靠性的申请。原因是：

1. 保证交付： TCP确保目的地收到所有发送的数据。如果在传输过程中丢失了数据包，则TCP将重新将其重新发送到成功交付。
2. 交付顺序： TCP维护数据包的顺序。如果数据包不订购，TCP将在将它们传递到应用程序之前对其进行重新排序，以确保数据流相干。
3. 错误检查： TCP包括检测损坏数据的错误检查机制。如果检测到损坏，则将重新传输数据。
4. 流控制： TCP使用流控制来防止发件人压倒接收器，以确保以接收器可以处理的速率传输数据。
5. 拥堵控制： TCP还实施拥塞控制以管理网络流量并防止网络拥塞，这可以通过确保稳定的数据传输来进一步提高可靠性。

这些功能使TCP成为数据完整性和可靠性至关重要的应用程序的首选选择，例如文件传输，电子邮件和Web浏览。

在哪些方案中，将UDP优于TCP进行数据传输？

在以下情况下，UDP优于TCP：

1. 实时应用程序：视频流，VoIP（IP语音）和在线游戏等应用程序需要实时数据传输。在这些情况下，UDP的较低延迟和更快的传输速度是有益的，即使丢失了一些数据包。
2. 多播和广播： UDP支持多播和广播传输，这对于同时向多个收件人发送数据很有用。这通常用于流媒体向多个客户端使用。
3. 简单的请求响应：对于简单，低延迟的请求响应方案，例如DNS查找，UDP是首选的，因为它可以比TCP更有效地处理这些交互。
4. 容忍损失的应用程序：某些应用程序可以处理偶尔的数据丢失而不会产生重大影响。例如，在在线游戏中，丢失的数据包可能会导致小故障，但是游戏可以继续而不会中断。
5. 低价开销：当建立和维护TCP连接的开销是不可取的时，UDP的无连接性质是有利的。这对于需要快速发送少量数据的应用程序尤其重要。

TCP和UDP之间的选择如何影响实时应用程序的性能？

TCP和UDP之间的选择显着影响实时应用程序的性能：

1. 潜伏期：

   • UDP通常比TCP提供较低的延迟，因为它没有建立连接或实施可靠性机制。这使UDP更适合低潜伏期至关重要的实时应用程序，例如视频会议和在线游戏。
   • TCP由于其连接设置，确认和重传过程而引入了额外的延迟，这可能不利于实时应用程序。

2. 数据包丢失：

   • 在实时应用程序中， UDP可以更优雅地处理数据包损耗。例如，在视频流中，丢失的数据包可能会导致短暂的故障，但是流可以继续而不会中断。
   • TCP试图重新传输丢失的数据包，这可能会导致延迟并破坏应用程序的实时性质。

3. 抖动：

   • UDP可以体验抖动（数据包到达时间的可变性），但是可以通过缓冲等技术在应用程序级别进行管理。
   • TCP的可靠性机制可以引起由于重传和流控制而引起的额外抖动，这对于实时应用可能是有问题的。

4. 带宽用法：

   • UDP由于其较低的开销而使用的带宽较少，这对需要快速传输大量数据的实时应用程序有益。
   • TCP的开销，包括标题和确认数据包，可以消耗更多的带宽，可能会限制可以在实时场景中传输的数据量。

总而言之，对于实时应用程序，UDP通常是由于其延迟较低，处理数据包丢失的能力和较低的带宽使用情况而被首选的。但是，应用程序的具体要求应指导TCP和UDP之间的选择，因为如果数据完整性至关重要，则某些实时应用程序仍可能会从TCP的可靠性功能中受益。

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