UDP与TCP在音视频传输的应用对比-优快云博客

应用场景

在传输层上，进程每个操作，都会产生一个udp数据报，这个不同于tcp协议，tcp会对数据进行分段，成为一个个tcp报文段，再传输给网络层，每个tcp报文的可靠性通过tcp层来保证。但是udp并没有提供如此多的可靠性，从其首部8个字节，于tcp首部20个字节相比，就显得功能弱了很多。但是这并不是说udp就比tcp差，有时候应用场景上，还真得用udp，而不适合可靠性强的tcp，比如音视频，数据传输基本通过udp，因为在线视频，丢失了几个包，可能用户肉眼看不出区别，丢失大的时候，最多就卡顿一下。但是如果是保证可靠性、有序性的tcp协议，当数据包中间丢失了几个，导致整个数据流都不能使用（一直在使用超时重传的步骤），这可能就是致命的。还有qq的文件传输，以及现在一些开源的im通信框架，都是投向udp的怀抱。一般在操作系统上，tcp和udp提供是两种服务，但是经常会使用同一个端口号，这不是两个协议规定的，而是作为用户的我们，在使用习惯和方便的角度上去考虑的。

首部校验和

udp和tcp的检验和，取用的数据是数据内容+头部进行计算，这样可以保证我们的数据可以不被篡改。而ip的首部校验和一般就只有ip的首部进行计算，因为内容已经通过传输层计算过了，保证过了，这里ip只要保证其目标ip，源ip等信息正确就可以了。

IP分片

上面说到，进程每个操作产生一个udp数据报，如果这个操作数据量非常大，按照tcp/ip协议的模型，往网络层再加上ip首部，往链路层再封装成数据帧，那么好像最后分组的长度非常大，但是我们知道在网络传输链路上，有一个叫MTU的东西，保证端到端之间，最大的传输单元，所以对于没法自己切割数据报的udp，在网络层，就需要进行切割了，而这个切割，就成为ip分片。基本流程是：
首先udp产生了非常大的数据报，传输到网络层，网络层通过下面的接口层，查看待发送接口的MTU大小，如果此时的ip数据报大于MTU，那么就要进行数据分片了。接着假设需要分片成两份，将源数据报进行首部进行复制，然后“塞满”整个数据区域，记录数据字节大小，已经标记未完的“+”标识。下一个分片中，就要需要记录数据的偏移量（头一个的偏移量也要记录，当时在上一个，就是0），数据字节大小，没有标识。这样在接收的时候，根据有没有“+”就知道数据是否已经完成了。
注意，ip分片的“分”的过程，不仅仅是源数据端，还有中间路由器也有可能分片，但是分片的“合”，就是目的主机上了。为什么中间路由也要分片？假设A发送数据给D，但是要经过路由器B和路由器C，A与B之间的MTU相对较大，所以不需要分片或者分片成较大数据报，但是B和C的MTU比较小，那么数据报经过B后，就要将分片大于MTU的数据报再进行分片。一般以太网上最大数据帧长度是1500B，而1500B还有包括20字节的ip首部和8字节的udp首部，那么数据区域长度就是1472B了（如果是tcp，因为tcp首部长度比较长，最大数据区域剩下1460）。
ip分片有个很大很严重的问题，就是如果在中间路由进行分片，对源主机是透明的，如果发生丢包，源主机是无法判断丢失了哪一个包，所以只能，把这段数据再发一次。。。。这看起来很糟糕，但是因为不像tcp那样，可以可靠控制数据报文段，所以tcp一般是不会让其发生ip分片的，这个在udp上，也尽量少用。