TCP協議與UDP協議的區別

　　首先咱們弄清楚，TCP協議和UCP協議與TCP/IP協議的聯系，很多人犯糊涂了，一直都是說TCP/IP協議與UDP協議的區別，我覺得這是沒有從本質上弄清楚網絡通信！

　　TCP/IP協議是一個協議簇。里面包括很多協議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP，IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。

　　TCP/IP協議集包括應用層，傳輸層，網絡層，網絡訪問層。

　　其中應用層包括：

　　超文本傳輸協議（HTTP）：萬維網的基本協議。

　　文件傳輸（TFTP簡單文件傳輸協議）：

　　遠程登錄（Telnet），提供遠程訪問其它主機功能，它允許用戶登錄

　　internet主機，并在這臺主機上執行命令。

　　網絡管理（SNMP簡單網絡管理協議），該協議提供了監控網絡設備的方法，以及配置管理，統計信息收集，性能管理及安全管理等。

　　域名系統（DNS），該系統用于在internet中將域名及其公共廣播的網絡節點轉換成IP地址。

　　其次網絡層包括：

　　Internet協議（IP）

　　Internet控制信息協議（ICMP）

　　地址解析協議（ARP）

　　反向地址解析協議（RARP）

　　最后說網絡訪問層：網絡訪問層又稱作主機到網絡層（host-to-network）。網絡訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射，以及將IP封裝成幀。基于不同硬件類型的網絡接口，網絡訪問層定義了和物理介質的連接。

　　當然我這里說得不夠完善，TCP/IP協議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很復雜的流程，但我相信每位學習軟件開發的同學都有必要去仔細了解一番。
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? ? ? ?TCP和UDP的優點

　　TCP的優點：

? ? ? ? 可靠，穩定 TCP的可靠體現在TCP在傳遞數據之前，會有三次握手來建立連接，而且在數據傳遞時，有確認、窗口、重傳、擁塞控制機制，在數據傳完后，還會斷開連接用來節約系統資源。 TCP的缺點： 慢，效率低，占用系統資源高，易被攻擊 TCP在傳遞數據之前，要先建連接，這會消耗時間，而且在數據傳遞時，確認機制、重傳機制、擁塞控制機制等都會消耗大量的時間，而且要在每臺設備上維護所有的傳輸連接，事實上，每個連接都會占用系統的CPU、內存等硬件資源。 而且，因為TCP有確認機制、三次握手機制，這些也導致TCP容易被人利用，實現DOS、DDOS、CC等攻擊。

　　UDP的優點：
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? ? ? ? 快，比TCP稍安全 UDP沒有TCP的握手、確認、窗口、重傳、擁塞控制等機制，UDP是一個無狀態的傳輸協議，所以它在傳遞數據時非常快。沒有TCP的這些機制，UDP較TCP被攻擊者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是無法避免攻擊的，比如：UDP Flood攻擊…… UDP的缺點： 不可靠，不穩定 因為UDP沒有TCP那些可靠的機制，在數據傳遞時，如果網絡質量不好，就會很容易丟包。 基于上面的優缺點，那么： 什么時候應該使用TCP： 當對網絡通訊質量有要求的時候，比如：整個數據要準確無誤的傳遞給對方，這往往用于一些要求可靠的應用，比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協議，POP、SMTP等郵件傳輸的協議。 在日常生活中，常見使用TCP協議的應用如下： 瀏覽器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件傳輸 ………… 什么時候應該使用UDP： 當對網絡通訊質量要求不高的時候，要求網絡通訊速度能盡量的快，這時就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常見使用UDP協議的應用如下： QQ語音 QQ視頻 TFTP ……

　　有些應用場景對可靠性要求不高會用到UPD，比如長視頻，要求速率

　　TCP與UDP基本區別

　　1.基于連接與無連接

　　2.TCP要求系統資源較多，UDP較少；

　　3.UDP程序結構較簡單

　　4.流模式（TCP）與數據報模式（UDP）;

　　5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包

　　6.TCP保證數據順序，UDP不保證

　　UDP應用場景：

　　1.面向數據報方式

　　2.網絡數據大多為短消息

　　3.擁有大量Client

　　4.對數據安全性無特殊要求

　　5.網絡負擔非常重，但對響應速度要求高

　　具體編程時的區別

　　1.socket（）的參數不同

　　2.UDP Server不需要調用listen和accept

　　3.UDP收發數據用sendto/recvfrom函數

　　4.TCP：地址信息在connect/accept時確定

　　5.UDP：在sendto/recvfrom函數中每次均 需指定地址信息

　　6.UDP：shutdown函數無效

　　編程區別

　　通常我們在說到網絡編程時默認是指TCP編程，即用前面提到的socket函數創建一個socket用于TCP通訊，函數參數我們通常填為SOCK_STREAM。即socket（PF_INET， SOCK_STREAM， 0），這表示建立一個socket用于流式網絡通訊。

　　SOCK_STREAM這種的特點是面向連接的，即每次收發數據之前必須通過connect建立連接，也是雙向的，即任何一方都可以收發數據，協議本身提供了一些保障機制保證它是可靠的、有序的，即每個包按照發送的順序到達接收方。

　　而SOCK_DGRAM這種是User Datagram Protocol協議的網絡通訊，它是無連接的，不可靠的，因為通訊雙方發送數據后不知道對方是否已經收到數據，是否正常收到數據。任何一方建立一個socket以后就可以用sendto發送數據，也可以用recvfrom接收數據。根本不關心對方是否存在，是否發送了數據。它的特點是通訊速度比較快。大家都知道TCP是要經過三次握手的，而UDP沒有。

　　基于上述不同，UDP和TCP編程步驟也有些不同，如下：

　　TCP：

　　TCP編程的服務器端一般步驟是：

　　1、創建一個socket，用函數socket（）；

　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt（）; * 可選

　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind（）;

　　4、開啟監聽，用函數listen（）；

　　5、接收客戶端上來的連接，用函數accept（）；

　　6、收發數據，用函數send（）和recv（），或者read（）和write（）;

　　7、關閉網絡連接；

　　8、關閉監聽；

　　TCP編程的客戶端一般步驟是：

　　1、創建一個socket，用函數socket（）；

　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt（）;* 可選

　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind（）;* 可選

　　4、設置要連接的對方的IP地址和端口等屬性；

　　5、連接服務器，用函數connect（）；

　　6、收發數據，用函數send（）和recv（），或者read（）和write（）;

　　7、關閉網絡連接；

　　UDP：

　　與之對應的UDP編程步驟要簡單許多，分別如下：

　　UDP編程的服務器端一般步驟是：

　　1、創建一個socket，用函數socket（）；

　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt（）;* 可選

　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind（）;

　　4、循環接收數據，用函數recvfrom（）;

　　5、關閉網絡連接；

　　UDP編程的客戶端一般步驟是：

　　1、創建一個socket，用函數socket（）；

　　2、設置socket屬性，用函數setsockopt（）;* 可選

　　3、綁定IP地址、端口等信息到socket上，用函數bind（）;* 可選

　　4、設置對方的IP地址和端口等屬性;

　　5、發送數據，用函數sendto（）;

　　6、關閉網絡連接；

　　TCP和UDP是OSI模型中的運輸層中的協議。TCP提供可靠的通信傳輸，而UDP則常被用于讓廣播和細節控制交給應用的通信傳輸。

　　UDP補充：

　　UDP不提供復雜的控制機制，利用IP提供面向無連接的通信服務。并且它是將應用程序發來的數據在收到的那一刻，立刻按照原樣發送到網絡上的一種機制。即使是出現網絡擁堵的情況下，UDP也無法進行流量控制等避免網絡擁塞的行為。此外，傳輸途中如果出現了丟包，UDO也不負責重發。甚至當出現包的到達順序亂掉時也沒有糾正的功能。如果需要這些細節控制，那么不得不交給由采用UDO的應用程序去處理。換句話說，UDP將部分控制轉移到應用程序去處理，自己卻只提供作為傳輸層協議的最基本功能。UDP有點類似于用戶說什么聽什么的機制，但是需要用戶充分考慮好上層協議類型并制作相應的應用程序。

　　TCP補充：

　　TCP充分實現了數據傳輸時各種控制功能，可以進行丟包的重發控制，還可以對次序亂掉的分包進行順序控制。而這些在UDP中都沒有。此外，TCP作為一種面向有連接的協議，只有在確認通信對端存在時才會發送數據，從而可以控制通信流量的浪費。TCP通過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連接管理以及窗口控制等機制實現可靠性傳輸。

　　TCP與UDP區別總結：

　　1、TCP面向連接（如打電話要先撥號建立連接）;UDP是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接

　　2、TCP提供可靠的服務。也就是說，通過TCP連接傳送的數據，無差錯，不丟失，不重復，且按序到達;UDP盡最大努力交付，即不保 證可靠交付

　　3、TCP面向字節流，實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的

　　UDP沒有擁塞控制，因此網絡出現擁塞不會使源主機的發送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視頻會議等）

　　4、每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信

　　5、TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小，只有8個字節

　　6、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道，UDP則是不可靠信道

　　TCP協議和UDP協議為什么會共存？

　　1. 大家要知道，一種物理線路，單位時間內，能夠創建的“虛擬信道”是有限的！

　　2. 使用TCP協議傳輸數據，當數據從A端傳到B端后，B端會發送一個確認包（ACK包）給A端，告知A端數據我已收到！UDP協議就沒有這種確認機制！這就是為什么說TCP協議可靠，UDP協議不可靠。

　　QQ普通會員就是使用的UDP協議進行傳輸數據！既然UDP協議自身沒有確認機制，這個工作可以交給應用層的進程來完成（QQ）！大家使用QQ的時候，感覺出錯的幾率還是非常小吧！當然，把這個確認工作完全交給QQ自身來做，就直接導致了，QQ軟件體積增大！

　　有些應用，對數據傳輸可靠性要求非常高，例如大家瀏覽網頁，通過網頁注冊帳號、轉帳等服務，這是不容許出錯的，使用TCP協議能把出錯的可能性降到最低（當然，網絡自身很糟糕，TCP協議也沒辦法）。但是，提供這種可靠服務，會加大網絡帶寬的開銷，因為“虛擬信道”是持續存在的，同時網絡中還會出現大量的ACK和FIN包！

　　因此，魚和熊掌不可兼得，需根據實際情況選擇傳輸協議.TCP協議提供了可靠的數據傳輸，但是其擁塞控制、數據校驗、重傳機制的網絡開銷很大，不適合實時通信，所以選擇開銷很小的UDP協議來傳輸數據。

　　UDP 協議是無連接的數據傳輸協議并且無重傳機制，會發生丟包、收到重復包、亂序等情況。而對于數據精確性要求不高的狀態數據以及視頻數據，丟包的影響不大。因為會不斷收到新的包，丟失的個別包會有新的包來覆蓋，所以只需在遠程控制系統的通信部分自行處理亂序及重復包的問題，而對于丟包的問題一般不作處理。 但對于命令包這種需要精確收發的數據， 可在程序的開發中加入丟包重發和超時丟棄的處理。 當然，如果開發的是對于實時性要求不高的事件型控制命令的傳輸，不希望發生指令的丟失也可以直接采用TCP協議。TCP的重傳機制正好適合這種情況。

　　非面向連接的傳輸協議在數據傳輸之前不建立連接，而是在每個中間節點對非面向連接的包和數據包進行路由。沒有點到點的連接，非面向連接的協議，如UDP，是不可靠的連接。當一個UDP數據包在網絡中移動時，發送過程并不知道它是否到達了目的地，除非應用層已經確認了它已到達的事實。非面向連接的協議也不能探測重復的和亂序的包。標準的專業術語用“不可靠”來描述UDP。在現代網絡中，UDP并不易于導致傳輸失敗，但是你也不能肯定地說它是可靠的