如何决定使用TCP和UDP?

本文探讨了TCP和UDP在网络通信中的应用。TCP适用于需要可靠传输的场景,如文件传输和电子邮件;而UDP则适用于速度优先的应用,如视频会议和在线游戏。TCP提供错误检测和纠正,确保数据准确无损,而UDP侧重于快速数据传输,不保证数据包的到达。

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如何决定使用TCP和UDP?

本文旨在回答什么情况下适合用UDP协议,什么情况下适合用TCP协议?参考下列文章
https://www.forbes.com/sites/quora/2014/01/27/how-does-one-decide-between-tcp-and-udp/#4b6f8c5b664d
https://www.geeksforgeeks.org/differences-between-tcp-and-udp/
https://www.vpnmentor.com/blog/tcp-vs-udp/

TCP与UDP对比


总结:

  1. 如果想要快速连接并且不介意丢失一些数据包,则应选择UDP。而如果可靠性是主要的关注,则应选择TCP。
  2. TCP用于可靠性更为重要的应用程序中,例如文件传输,电子邮件和Web浏览。UDP用于速度更为重要的应用程序中,例如视频会议,实时流媒体和在线游戏。
  3. TCP具有错误检测和纠正方法。当发现数据包损坏时,TCP不会发送确认信息。这提示发送方重新发送数据包。这样,完整的消息将毫无错误地传递。**在UDP中,通过校验和进行错误检测,但是没有错误纠正。**如果发现给定的数据包是错误的,则将其简单地丢弃。
  4. 接收者接收到TCP数据包后,会将确认发送回发送者。如果发件人未收到确认,它将假定数据包未传递或传递已损坏。然后它将继续重新发送数据包。另一方面,UDP不会发送确认,因此发送方将不知道是否已接收到数据包。
  5. TCP发送数据包流,而UDP包单独发送。数据流没有定义的边界,但是单个数据包具有适当的边界。
  6. TCP具有拥塞或流量控制的规定。由于TCP是面向连接的,因此可以确保已设置的数据通道不会出现拥塞。UDP是无连接的,并不关心拥塞。每个数据包都是单独发送的,如果由于拥塞而丢失了数据包,接收者将无能为力。
<think>我们讨论的是QProcess::startDetached函数,它用于启动一个外部进程并与之分离(即启动的进程在应用程序退出后仍可继续运行)。但是,这个函数本身并不直接绑定任何端口。端口绑定是在被启动的进程中发生的,具体是TCP还是UDP取决于被启动的程序的行为。 然而,问题可能是想问:如果使用QProcess::startDetached启动一个进程,该进程会绑定端口(比如一个服务器程序),那么绑定的端口是TCP还是UDP?答案取决于被启动的程序,它可能绑定TCP端口,也可能绑定UDP端口,或者两者都有。 但是,如果我们从QProcess::startDetached的角度来看,它并不关心被启动的进程绑定的是TCP还是UDP端口,它只是负责启动进程。 因此,我们需要澄清:QProcess::startDetached本身与端口绑定无关,端口类型由被启动的进程决定。 但是,如果问题意图是“如何使用QProcess启动一个绑定特定端口的进程(比如指定TCPUDP端口)”,那么我们需要看被启动的程序是否支持指定端口参数。例如,启动一个HTTP服务器并指定端口: QProcess::startDetached("http_server", {"--port", "8080"}); 这里,端口8080是TCP端口,因为HTTP通常基于TCP。但具体是TCP还是UDP,还是由被启动的程序决定的。 所以,总结:QProcess::startDetached不绑定端口,端口绑定是被启动进程的行为,端口类型(TCP/UDP)由该进程决定。 下面,我将给出一个示例,展示如何使用QProcess::startDetached启动一个绑定TCP端口的进程(例如一个简单的Python HTTP服务器)一个绑定UDP端口的进程(例如一个UDP服务器程序)。注意,这些示例需要被启动的程序存在。 示例1:启动一个TCP服务器(使用Python的HTTP服务器模块) 示例2:启动一个UDP服务器(假设有一个UDP服务器程序) 由于问题要求使用C++代码,这里将使用C++Qt的QProcess来实现。 但是请注意:QProcess::startDetached是Qt的一部分,所以代码中需要包含Qt的头文件链接Qt库。 示例代码:</think>### QProcess::startDetached 端口绑定详解 #### 核心结论 `QProcess::startDetached` **本身不绑定任何端口**。它启动的外部进程可能绑定端口,但端口类型(TCP/UDP)完全取决于被启动程序的实现,与 `startDetached` 无关。 #### 详细解释 1. **QProcess::startDetached 的作用**: ```cpp // 函数原型 bool QProcess::startDetached( const QString &program, const QStringList &arguments, const QString &workingDirectory = QString(), qint64 *pid = nullptr ); ``` - 仅负责启动外部进程 - 不涉及任何网络操作 - 启动的进程与当前进程分离(无父子关系) 2. **端口绑定的实现层级**: ```mermaid graph LR A[QProcess::startDetached] --> B[启动外部进程] B --> C{进程内部实现} C --> D[TCP端口绑定] C --> E[UDP端口绑定] C --> F[无端口绑定] ``` 3. **端口类型决定因素**: - **TCP 绑定**:当被启动程序使用 `QTcpServer`、`bind()` 或 `listen()` 时 ```cpp // 被启动程序中的 TCP 绑定示例 QTcpServer server; server.listen(QHostAddress::Any, 8080); // TCP 端口 ``` - **UDP 绑定**:当被启动程序使用 `QUdpSocket` 时 ```cpp // 被启动程序中的 UDP 绑定示例 QUdpSocket udpSocket; udpSocket.bind(8080); // UDP 端口 ``` #### 端口绑定检测示例 检测被启动程序绑定的端口类型: ```cpp #include <QProcess> #include <QDebug> #include <QHostAddress> #include <QTcpServer> #include <QUdpSocket> // 检测工具类 class PortBinder : public QObject { Q_OBJECT public: enum PortType { TCP, UDP, UNKNOWN }; // 启动外部程序并检测其端口类型 static PortType detectPortType(const QString& program, const QStringList& args, quint16 port) { QProcess process; process.start(program, args); if (!process.waitForStarted(5000)) return UNKNOWN; // 尝试绑定相同端口检测类型 if (isTcpPortAvailable(port)) { process.terminate(); return UDP; // TCP 端口可用说明原程序绑定的是 UDP } else if (isUdpPortAvailable(port)) { process.terminate(); return TCP; // UDP 端口可用说明原程序绑定的是 TCP } process.terminate(); return UNKNOWN; } private: // 检测 TCP 端口是否可用 static bool isTcpPortAvailable(quint16 port) { QTcpServer server; return server.listen(QHostAddress::Any, port); } // 检测 UDP 端口是否可用 static bool isUdpPortAvailable(quint16 port) { QUdpSocket socket; return socket.bind(QHostAddress::Any, port, QUdpSocket::ShareAddress | QUdpSocket::ReuseAddressHint); } }; // 使用示例 int main() { auto type = PortBinder::detectPortType( "my_server_app", {"--port", "8080"}, 8080 ); switch (type) { case PortBinder::TCP: qDebug() << "App uses TCP port"; break; case PortBinder::UDP: qDebug() << "App uses UDP port"; break; default: qDebug() << "Port type unknown"; } return 0; } ``` #### 端口绑定类型判断表 | 检测条件 | 端口类型结论 | |----------|-------------| | TCP 绑定失败 + UDP 绑定失败 | 程序未绑定端口 | | TCP 绑定成功 + UDP 绑定失败 | 程序绑定 UDP 端口 | | TCP 绑定失败 + UDP 绑定成功 | 程序绑定 TCP 端口 | | TCP 绑定失败 + UDP 绑定失败 | 程序绑定两种类型端口 | #### 关键注意事项 1. **端口冲突处理**: ```cpp // 安全启动方式(避免端口冲突) quint16 findAvailablePort(quint16 startPort, PortBinder::PortType type) { quint16 port = startPort; while (true) { if ((type == PortBinder::TCP && PortBinder::isTcpPortAvailable(port)) || (type == PortBinder::UDP && PortBinder::isUdpPortAvailable(port))) { return port; } port++; } } ``` 2. **多程序协作示例**: ```cpp // 启动 TCP 服务程序 void startTcpService() { quint16 port = findAvailablePort(8080, PortBinder::TCP); QProcess::startDetached("tcp_server", {QString::number(port)}); } // 启动 UDP 服务程序 void startUdpService() { quint16 port = findAvailablePort(9090, PortBinder::UDP); QProcess::startDetached("udp_server", {QString::number(port)}); } ``` 3. **跨平台差异**: - Windows:端口绑定权限限制(<1024 需管理员权限) - Linux:SO_REUSEADDR/SO_REUSEPORT 行为不同 - macOS:IPV6_V6ONLY 选项默认开启 ---
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