TCP和UDP的区别

TCP和UDP是两种主要的传输层协议,各有优缺点。TCP提供可靠连接,适合需要稳定传输的场景,如HTTP、FTP等;而UDP则以更高的效率和实时性,适用于对速度要求高的通信,如在线游戏、视频直播等。TCP通过三次握手建立连接,保证数据的顺序和可靠性,但这也导致其效率相对较低。UDP则不保证数据的可靠交付,但能快速发送数据,适合一对一或多对多的通信。

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TCP与UDP区别总结:

1、 TCP面向连接 (如打电话要先拨号建立连接); UDP是无连接 的,即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付

Tcp通过校验和,重传控制,序号标识,滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

3、UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信

5、TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少。

优缺点

基于上面的区别;TCP和UDP的优缺点也很明显了。
UDP 优点:简单、传输快。
(1)网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障,丢包率很低,如果使用应用层重传,能够确保传输的可靠性。
(2)TCP为了实现网络通信的可靠性,使用了复杂的拥塞控制算法,建立了繁琐的握手过程,由于TCP内置的系统协议栈中,极难对其进行改进。采用TCP,一旦发生丢包,TCP会将后续的包缓存起来,等前面的包重传并接收到后再继续发送,延时会越来越大,基于UDP对实时性要求较为严格的情况下,采用自定义重传机制,能够把丢包产生的延迟降到最低,尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

缺点:不可靠,不稳定;

UDP应用场景:
1.面向数据报方式
2.网络数据大多为短消息
3.拥有大量Client
4.对数据安全性无特殊要求
5.网络负担非常重,但对响应速度要求高

TCP:
优点:可靠 稳定
TCP的可靠体现在TCP在传输数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认. 窗口. 重传. 拥塞控制机制,在数据传完之后,还会断开来连接用来节约系统资源。

缺点:慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击

TCP应用场景:
当对网络质量有要求时,比如HTTP,HTTPS,FTP等传输文件的协议;POP,SMTP等邮件传输的协议。

代码如下:

1.TCP连接

客户端
package Java.NET;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

//客户端
public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket=null;
        OutputStream os=null;
        try {
            //获取服务器的地址
            InetAddress serverIP=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port=9999;
            //创建一个socket连接,指定IP和端口
            socket = new Socket(serverIP,port);
            //OutputStream 输出流对象
            os = socket.getOutputStream();
            //将消息写入到输出流OutputStream 对象中
            os.write("你好".getBytes());
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (os != null) {
                try {
                //关闭输出流对象
                    os.close();
                }
                catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (socket != null) {
                    try {
                    //关闭socket连接
                        socket.close();
                    }
                    catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

服务端
package Java.NET;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//服务端
public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket=null;
        Socket socket=null;
        InputStream is=null;
        ByteArrayOutputStream baos=null;

        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            socket=serverSocket.accept();
            //InputStream流用来接收消息数据
            is=socket.getInputStream();
			//将接受的消息用输出到字节输出流
            baos=new ByteArrayOutputStream();
            //创建缓冲对象
            byte[] buffer=new byte[1024];
            int len;
            //输入流读取数据存放在缓冲对象中
            while ((len=is.read(buffer))!=-1){
                 baos.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println(baos.toString());
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.UDP连接

消息发送方
package Java.NET;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class UdpSender {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    //创建DatagramSocket连接对象,指定IP
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8888);

        //准备数据,读取控制台System.in输入数据
        BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        while (true){
        	//读取输入数据
            String data=reader.readLine();
            //将读取到的的数据转换为字符数组
            byte[] datas=data.getBytes();
            //创建DatagramPacket 数据包
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas,0,datas.length,new InetSocketAddress("localhost",6666));
			//通过socket发送数据包
            socket.send(packet);
			//如果输入字符为'bye',跳出执行
            if(data.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        //关闭socket连接
        socket.close();
    }
}
消息接收方
package Java.NET;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;

public class UdpReceiver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(6666);
        while (true){

            //接收包裹
            byte[] container=new byte[1024];
            DatagramPacket packet=new DatagramPacket(container,0,container.length);
            socket.receive(packet);
            //断开连接
            byte[] data=packet.getData();
            String receiveData=new String(data,0,data.length);
            System.out.println(receiveData.toString());
            if(receiveData.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        socket.close();
    }
}
### TCP协议与UDP协议的主要区别 TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是两种常用的传输层协议,它们各自具有不同的特性、功能以及适用场景。 #### 1. 连接模式 TCP是一种面向连接的协议,在正式收发数据前必须先建立可靠的连接,这一过程通过三次握手完成[^1]。而UDP则属于无连接的协议,无需事先建立连接即可直接发送数据包[^3]。 #### 2. 可靠性 TCP提供了高可靠性的数据传输服务,它能够确保数据按序到达目标设备,并且具备重传丢失数据的功能[^4]。相比之下,UDP并不保证数据包的顺序性完整性,可能会发生丢包或乱序现象[^2]。 #### 3. 性能表现 由于TCP需要维护连接状态并执行复杂的错误检测机制,其性能相对较低;然而这些额外操作正是为了保障数据传输的质量所必需的。相反地,UDP因为省去了许多控制环节,所以在速度方面占据优势,尤其适合那些可以容忍一定范围内的数据损失的应用场合[^3]。 #### 4. 首部开销 从头部结构来看,TCP头部较为复杂,包含了源端号、目的端号等多个字段用于实现各种高级功能;而UDP头部比较简单轻量级,仅需四个固定长度字段就能满足基本需求。 ### 适用场景分析 - **Web浏览**: 当用户利用浏览器访问互联网站点,HTTP/HTTPS这类高层应用依赖于底层稳定的TCP通道来传递请求响应消息流,从而确保存取页面内容不被中断或者损坏[^2]。 - **邮件系统**: SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), IMAP(Internet Message Access Protocol) POP(Post Office Protocol) 等电子邮件相关标准均采用TCP作为基础载体,以保护信件资料免受中途遗失风险影响[^2]。 - **视频会议&在线游戏**: 对于此种强调即互动效果的服务形式而言,即使偶尔存在轻微的画面跳帧亦可接受,因此选用快速高效的UDP更为合适。 - **DNS查询**: 域名解析服务经常运用短小精悍的UDP分组来进行高效快捷的操作处理[^3]。 ```python import socket def create_tcp_socket(): tcp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) return tcp_sock def create_udp_socket(): udp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) return udp_sock ```
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