UDP 和TCP的区别

缘起

1、什么是一对一 什么是一对多？
2、tcp为什么是三次握手四次挥手？为什么不是别的次数
3、每次握手和挥手都是做了什么操作？
4、为什么HTTP是基于tcp的 可以基于udp么？
5、什么是连接？为什么tcp是面相连接的udp则不是？

连接是什么？

是为了在客户端和服务端维护连接，而建立一定的数据结构来维护双方交互的状态，
用这样的数据结构来保证所谓的面向连接的特性

三次握手

四次挥手

建立连接有什么特征表现？

1、tcp是面向字节流的，没头没尾，这也是导致粘包和拆包的问题，udp是发送ip包

2、tcp支持拥塞控制，会根据网络情况去调整自己的发送行为

3、tcp是有状态的服务 会标记是否发送和是否接受，udp则是无状态的，不知道是否接受到了，

4、TCP提供可靠交付。通过TCP连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。我们

都知道IP包是没有任何可靠性保证的，一旦发出去，就像西天取经，走丢了、被妖怪吃了，都只能随它

去。 而 UDP继承了IP包 的特性，不保证不丢失，不保证按顺序到达。

udp使用的场景

概览

1. 需要资源少，在网络情况比较好的内网，或者对于丢包不敏感的应用

2. 不需要一对一沟通，建立连接，而是可以广播的应用

   UDP的不面向连接的功能，可以使得可以承载广播或者多播的协议。DHCP就是一种广播的形式，就是

   基于UDP协议的

3. 需要处理速度快，时延低，可以容忍少数丢包，但是要求即便网络拥塞，也毫不退缩，一往无前的时候

具体例子

1. QUIC （全称 Quick UDP Internet Connections**，快速UDP互联网连接）是Google提出的一种基

于UDP改进的通信协议，其目的是降低网络通信的延迟，提供更好的用户互动体验。QUIC在应用层上，会自己实现快速连接建立、减少重传时延，自适应拥塞控制

2. 流媒体的协议

   直播协议多使用RTMP，而这个RTMP协议也是基于TCP的。TCP的严格顺序传输要保证前一个收到了，下一个才能确认，如果前一个收不到，下一个就算包已经收到了，在缓存里面，也需要等着。对于直播来讲，这显然是不合适的，因为老的视频帧丢了其实也就丢了，就算再传过来用户也不在意了，他们要看新的了，如果老是没来就等着，卡顿了，新的也看不了，那就会丢失客户，所以直播，实时性比较比较重要，宁可丢包，也不要卡顿的。另外，对于丢包，其实对于视频播放来讲，有的包可以丢，有的包不能丢，因为视频的连续帧里面，有的帧重要，有的不重要，如果必须要丢包，隔几个帧丢一个，其实看视频的人不会感知，但是如果连续丢帧，就会感知了，因而在网络不好的情况下，应用希望选择性的丢帧。还有就是当网络不好的时候，TCP协议会主动降低发送速度，这对本来当时就卡的看视频来讲是要命的，应该应用层马上重传，而不是主动让步。因而，很多直播应用，都基于UDP实现了自己的视频传输协议。

3. 实时游戏

   游戏有一个特点，就是实时性比较高。快一秒你干掉别人，慢一秒你被别人爆头，所以很多职业玩家会

   买非常专业的鼠标和键盘，争分夺秒。

   因而，实时游戏中客户端和服务端要建立长连接，来保证实时传输。但是游戏玩家很多，服务器却不

   多。由于维护TCP连接需要在内核维护一些数据结构，因而一台机器能够支撑的TCP连接数目是有限

   的，然后UDP由于是没有连接的，在异步IO机制引入之前，常常是应对海量客户端连接的策略。

   另外还是TCP的强顺序问题，对战的游戏，对网络的要求很简单，玩家通过客户端发送给服务器鼠标和

   键盘行走的位置，服务器会处理每个用户发送过来的所有场景，处理完再返回给客户端，客户端解析响

   应，渲染最新的场景展示给玩家。

   如果出现一个数据包丢失，所有事情都需要停下来等待这个数据包重发。客户端会出现等待接收数据，

   然而玩家并不关心过期的数据，激战中卡1秒，等能动了都已经死了。

   游戏对实时要求较为严格的情况下，采用自定义的可靠UDP协议（🤔 udp不是需要建立连接的吗），自定义重传策略，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的影响

   4. IOT 物联网

      一方面，物联网领域终端资源少，很可能只是个内存非常小的嵌入式系统，而维护TCP协议代价太大；

      另一方面，物联网对实时性要求也很高，而TCP还是因为上面的那些原因导致时延大。Google旗下

      的Nest建立Thread Group，推出了物联网通信协议Thread，就是基于UDP协议的

   5. 移动通信领域

      在4G网络里，移动流量上网的数据面对的协议GTP-U是基于UDP的。因为移动网络协议比较复杂，

      而GTP协议本身就包含复杂的手机上线下线的通信协议。如果基于TCP，TCP的机制就显得非常多余，

UDP没有服务端和客户端的概念

参考

https://mp.weixin.qq.com/s/iQgqmCJp9FBqgxbgJ7wHJg

参考

http://www.52im.net/thread-560-1-1.html
极客时间趣谈网络协议