首先来介绍一下什么是TCP和UDP

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是互联网协议套件中两个重要的传输层协议。它们在数据传输的方式、可靠性、连接性等方面有显著的区别。

总之他们两个就是个协议，协议也就是数据结构，是数据传输的方式。看不太懂？我们先讲讲他们两个的区别，在文末我们会举个生动形象的例子。

TCP和UDP的主要区别

1. 连接性

TCP面向连接：

类似于打电话需要先拨号建立连接，TCP在数据传输前要通过三次握手（Three-way Handshake）建立连接。

连接建立后，进行数据传输，最后通过四次挥手（Four-way Handshake）断开连接。

UDP无连接：

类似于发送信件，不需要先建立连接，数据包可以直接发送。

这种无连接的特性使得UDP的延迟较低，适合实时应用。

2. 可靠性

TCP提供可靠服务：

通过序列号和确认机制保证数据无差错、不丢失、不重复、按序到达。

拥有重传机制（当丢包或出错时重新发送）和流量控制机制（确保接收方不被数据淹没）。

UDP尽最大努力交付：

不提供可靠性保障，数据包可能丢失、重复或乱序到达。

适合对实时性要求高的应用，如VoIP、视频会议等。

3. 数据传输方式

TCP面向字节流：

数据被看成一个连续的字节流，没有明确的边界。

数据以流的形式发送，接收方需要按顺序组装。

UDP面向报文：

数据作为独立的报文进行传输，每个报文有明确的边界。

每个报文独立传输，接收方接收到的是完整的报文。

4. 拥塞控制

TCP具有拥塞控制：

通过慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等机制，动态调整发送速率，防止网络拥塞。

UDP没有拥塞控制：

没有内建的拥塞控制机制，发送速率不受网络状况的影响。

对实时应用很有用，但可能导致网络拥塞。

5. 通信模式

TCP点到点通信：

每条TCP连接只能在两个端点之间进行，确保可靠的双向通信。

UDP支持多种通信模式：

支持一对一、一对多、多对一和多对多的通信模式，灵活性更高。

适合广播和多播场景，如视频会议、多点传输等。

6. 首部开销

TCP首部开销大：

TCP首部至少20字节，包含序列号、确认号、窗口大小等信息。

提供丰富的控制信息，确保可靠性和流量控制。

UDP首部开销小：

UDP首部只有8字节，包含源端口、目的端口、长度和校验和。

更轻量，适合对首部开销敏感的应用。

7. 逻辑通信信道

TCP提供全双工的可靠信道：

在同一连接中，双向数据传输都可以同时进行，保证可靠性。

UDP是不可靠信道：

数据包可能丢失、重复或乱序，不保证可靠性。

适用场景

TCP适用于：

需要可靠传输的应用，如网页浏览（HTTP/HTTPS）、文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP/IMAP）。

UDP适用于：

对实时性要求高、不需要可靠传输的应用，如视频流（IPTV）、语音通话（VoIP）、在线游戏、DNS查询。

TCP/UDP的区别

特性 TCP UDP

连接性 面向连接（需要连接） 无连接（不需要建立连接）

可靠性 可靠（无差错、不丢失、不重复、按序到达） 尽最大努力交付（不保证可靠交付）

数据传输方式 面向字节流 面向报文

拥塞控制 具有拥塞控制 无拥塞控制

通信模式 仅支持点到点 支持一对一、一对多、多对一、多对多

首部开销 20字节或更多，开销较大 8字节，开销较小

逻辑通信信道 全双工的可靠信道 不可靠信道

下面我举个生动点的例子来帮助理解：

TCP：打电话

情景：假设你要和一个朋友进行长时间的电话聊天。

建立连接（三次握手）：

你拨打朋友的电话号码（发送SYN）。

朋友接听电话并回应：“喂？”（发送SYN-ACK）。

你确认接听并说：“你好，是我。”（发送ACK）。

现在，电话连接已经建立，你们可以开始交流。

可靠传输：

在通话过程中，你们每说一句话都会得到对方的确认（对方听到并回应）。

如果某一句话没有听清楚，你们会要求对方重复（重传机制）。

整个对话是按序进行的，你不会先听到结尾，再听到开头。

连接断开（四次挥手）：

当你们的对话结束时，你会说：“再见”（发送FIN）。

朋友回应：“再见”（发送FIN-ACK）。

你确认收到并挂断电话（发送ACK）。

朋友也挂断电话，连接关闭。

特点：

建立连接（打电话前需要拨号）。

可靠传输（每一句话都能被确认）。

按序传输（对话有序进行）。

连接关闭（挂电话）。

UDP：寄信件

情景：假设你要给一个朋友发送几封信，每封信是独立的，内容没有特定顺序。

无连接：

你直接写信，把信投入邮筒，不需要提前通知朋友（不需要建立连接）。

朋友会在某个时间收到信件，直接打开阅读。

尽最大努力交付：

信件在邮寄过程中可能会丢失，朋友可能收不到某封信（不保证可靠传输）。

朋友可能会在不同时间收到不同的信件，顺序也可能不一致（不保证按序到达）。

如果某封信丢失了，你不会自动得知（没有确认机制）。

面向报文：

每封信都是一个独立的整体，有完整的内容和明确的边界。

特点：

无需建立连接（直接寄信）。

尽最大努力交付（信件可能丢失）。

独立的报文（每封信独立）。

不保证按序到达（信件到达顺序不确定）

具体应用场景

TCP：想象你在使用网上银行服务，需要确保每一笔交易都可靠、完整地传输和处理。

UDP：想象你在观看一个直播视频，即使有少量的数据包丢失，也不会影响整体体验，你希望视频流畅，不想因为重传导致延迟。

我写到这，已经大致理解了，总而言之，言而总之，说的就一件事：TCP可靠，UDP不太可靠，但是TCP比较慢，UDP比较快。