在單片機應用程序開發中可能用得比較多有RS485，CAN通信等等相對簡潔一點的總線，由于所選用的單片機性能和資源有限，以太網并沒有在單片機應用中作為一種普遍存在的對外通信接口。

但隨著MCU工藝、性能的逐漸加強以及嵌入式Linux平臺的推行，以太網通信也慢慢開始成為開發者們所考慮使用的一種可靠通信方式。

經常有一些朋友問到，現在用不到技術和知識點是不是可以不用學？

我只能回答:技術在不斷的革新，并且總是朝著更加便利和通用化方向發展，現在看似非常復雜的技術，在以后的應用上都會得以簡化，但即使再簡化也還是需要有必備的一些基礎和認識，所以總歸還是要學的，至于什么時候學就看自己的時間精力了，當然越早學習，就越多一種選擇。

那么今天就淺談一下TCP與UDP的區別與應用，并指引后續在系統通信設計上的設計考慮和選擇。

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TCP VS UDP

要想在通信的兩者之間合理的選擇TCP還是UDP，首先需要理清楚兩者的特點與區別,下面簡單梳理一下:

在學習這兩種協議的時候你一定看到過這樣中一句總結的話:"TCP是面向連接的可靠傳輸而UDP是無連接的不可靠傳輸。"

其實這句話已經把這兩種協議大部分特點都囊括在內了 :

1、面向連接與無連接

TCP在傳輸數據之前需要經過三次握手建立連接進行相互確認，當需要斷開連接的時候需要進行四次揮手；而對于UDP就不需要這么繁瑣的連接建立過程，直接傳輸即可。

所以對于TCP僅僅只支持單播，只能點對點的在連接的兩個端點中數據傳輸數據，不支持多播和廣播；而對于UDP而言支持一對多、多對一和多對多的傳輸，這一點在通信架構設計中對這兩種協議的選擇非常重要，比如有些資源優先的MCU對socket連接有限等等問題。

2、字節流與數據報

UDP也稱之為是用戶數據報協議，而TCP為傳輸控制協議，所以UDP是一種面向應用報文的傳輸，有明顯的傳輸邊界，僅僅只是封包以后進行處理，不會進行合并和拆分，一次就傳輸一個報文。

但是TCP是一種面向字節流的通信協議，沒有明顯的邊界，其主要是保證數據正確且有序，TCP存在一個數據緩存區，如果數據量較大，其會進行分包發出，而當數據較少也會等待數據達到合適的數量后進行合并發送，所以會存在多個粘包的問題，這一點在設計中需要考慮。

3、可靠傳輸

TCP是一種可靠傳輸，確認重傳、差錯控制、流量控制和擁塞控制等等都是傳輸數據過程中實現的策略和算法，這就使得TCP能夠達到數據上無差錯、不丟失、不重復、有序。

所以為了保證這些數據的可靠傳輸，TCP相比UDP的報文格式要復雜，且占用的資源也相對較多。

而UDP則不同，它僅僅只是一種最大努力交付的協議，其主要是利用IP層的無連接傳通信服務，可靠性方面它是無法保障的，有點類似于串口通信，它不需要連接，只管傳輸。

如果你想讓數據可靠，那么用戶可以在應用層自己來增加可靠性傳輸策略和機制來進行實現，所以Udp傳輸數據是可能會丟失、無序。

4、實時性

UDP由于沒有擁塞控制等等策略，協議上會輕量很多，其均以比較恒定的速度進行傳輸，不會出現發送速率降低的問題，所以在網絡不好的情況下就丟包了。

而對于TCP一旦有數據包丟失，就會進行重傳等等一系列機制，傳輸速度大大降低。

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項目中該怎么選擇？

對于TCP和UDP的選擇有些朋友在開發的時候比較糾結，因為有時候采用UDP和用戶方面可靠的傳輸機制也能夠達到TCP類似的效果，比如許多支持可靠通信的UDP庫，所以具體怎么選擇還是要根據具體的應用和設計。

比如對于很多直播、游戲等等通過自己加入一些重傳機制，可以最大可能的發揮UDP傳輸實時性的優點，使得呈現給用戶更加流暢的畫面體驗。

在嵌入式、物聯網方面由于項目對實時性要求高，且資源有限，UDP相對比較輕量，也是較好的選擇。

但對于一些文字、文件的數據傳輸還是會優先使用TCP，畢竟TCP這塊在保證數據的可靠性方面還是做得非常成熟，用戶程序這塊也可以減少一些可靠性處理。

所以最終得選擇，還是要結合TCP與UDP的特點和具體項目綜合考慮。

審核編輯：劉清