tcp和udp设计理念的差别(tcp和udp在设计理念上有什么差异)

最近重新认知了一下TCP和UDP的原理以及区别，做一个简单的总结。首先，tcp和udp都是工作在传输层，用于程序之间传输数据的。数据一般包含：文件类型，视频类型，jpg图片等。TCP是基于连接的，而UDP是基于非连接的。tcp传输数据稳定可靠，适用于对网络通讯质量要求较高的场景，需要准确无误的传输给对方，比如，传输文件，发送邮件，浏览网页等等udp的优点是速度快，但是可能产生丢包，所以适用于对实时性要求较高但是对少量丢包并没有太大要求的场景。比如：域名查询，语音通话，视频直播等。udp还有一个非常重要的应用场景就是隧道网络，比如：VXLAN以人与人之间的通信为例：UDP协议就相当于是写信给对方，寄出去信件之后不能知道对方是否收到信件，信件内容是否完整，也不能得到及时反馈，而TCP协议就像是打电话通信，在这一系列流程都能得到及时反馈，并能确保对方及时接收到。如下图：tcp是如何保证以上过程的？分为三个步骤：三次握手，传输确认，四次挥手。三次握手是建立连接的过程。当客户端向服务端发起连接时，会先发一包连接请求数据，过去询问一下，能否与你建立连接？这包数据称之为SYN包，如果对端同意连接，则回复一包SYN+ACK包，客户端收到之后，发送一包ACK包，连接建立，因为这个过程中互相发送了三包数据，所以称之为三次握手。这是为了防止，因为已失效的请求报文，突然又传到服务器，引起错误，这是什么意思？假设采用两次握手建立连接，客户端向服务端发送一个syn包请求建立连接，因为某些未知的原因，并没有到达服务器，在中间某个网络节点产生了滞留，为了建立连接，客户端会重发syn包，这次的数据包正常送达，服务端发送syn+ack之后就建立起了连接。但是第一包数据阻塞的网络突然恢复，第一包syn包又送达到服务端，这时服务端会认为客户端又发起了一个新的连接，从而在两次握手之后进入等待数据状态，服务端认为是两个连接，而客户端认为是一个连接，造成了状态不一致，如果在三次握手的情况下，服务端收不到最后的ack包，自然不会认为连接建立成功。所以三次握手本质上来说就是为了解决网络信道不可靠的问题，为了在不可靠的信道上建立起可靠的连接，经过三次握手之后，客户端和服务端都进入了数据传输状态。一包数据可能会被拆成多包发送，如何处理丢包问题，这些数据包到达的先后顺序不同，如何处理乱序问题？针对这些问题，tcp协议为每一个连接建立了发送缓冲区，从建立链接后的第一个字节的序列号为0，后面每个字节的序列号就会增加1，发送数据时，从数据缓冲区取一部分数据组成发送报文，在tcp协议头中会附带序列号和长度，接收端在收到数据后需要回复确认报文，确认报文中的ack等于接受序列号加长度，也就是下包数据发送的起始序列号，这样一问一答的发送方式，能够使发送端确认发送的数据已经被对方收到，发送端也可以发送一次的连续的多包数据，接受端只需要回复一次ack就可以了。如图：六、四次挥手：处于连接状态的客户端和服务端，都可以发起关闭连接请求，此时需要四次挥手来进行连接关闭。假设客户端主动发起连接关闭请求，他给服务端发起一包FIN包，标识要关闭连接，自己进入终止等待1装填，服务端收到FIN包，发送一包ACK包，标识自己进入了关闭等待状态，客户端进入终止等待2状态，这是第二次挥手，服务端此时还可以发送未发送的数据，而客户端还可以接受数据，待服务端发送完数据之后，发送一包FIN包，最后进入确认状态，这是第3次挥手，客户端收到之后恢复ACK包，进入超时等待状态，经过超时时间后关闭连接，而服务端收到ACK包后，立即关闭连接，这是第四次挥手。为什么客户端要等待超时时间？这是为了保证对方已经收到ACK包，因为假设客户端发送完最后一包ACK包后释放了连接，一旦ACK包在网络中丢失，服务端将一直停留在 最后确认状态，如果等待一段时间，这时服务端会因为没有收到ack包重发FIN包，客户端会响应 这个FIN包进行重发ack包，并刷新超时时间，这个机制跟第三次握手一样。也是为了保证在不可靠的网络链路中进行可靠的连接断开确认。udp:首先udp协议是非连接的，发送数据就是把简单的数据包封装一下，然后从网卡发出去就可以了，数据包之间并没有状态上的联系，正因为udp这种简单的处理方式，导致他的性能损耗非常少，对于cpu，内存资源的占用也远小于tcp，但是对于网络传输过程中产生的丢包，udp并不能保证，所以udp在传输稳定性上要弱于tcp。所以，tcp和udp的主要区别：tcp传输数据稳定可靠，适用于对网络通讯质量要求较高的场景，需要准确无误的传输给对方。比如，传输文件，发送邮件，浏览网页等等，udp的优点是速度快，但是可能产生丢包，所以适用于对实时性要求较高但是对少量丢包并没有太大要求的场景。比如：域名查询，语音通话，视频直播等。udp还有一个非常重要的应用场景就是隧道网络，比如：VXLAN.

TCP与UDP区别TCP提供的是面向连接的、可靠的数据流传输；UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。TCP提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失，不重复，按序到达；UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。TCP面向字节流；UDP面向报文。TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。TCP首部开销20字节；UDP的首部开销小，只有8个字节。TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道；UDP的逻辑通信信道是不可靠信道。TCP定义TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。UDP定义UDP （User Datagram Protocol 用户数据报协议）是OSI（Open System Interconnection开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
两者区别在于以下几点：1、连接性TCP面向连接，也就是在发送和接收数据之前，必须和对方建立连接，也就是我们常说的用来建立连接的3次握手和负责断开连接的4次挥手;而UDP面向无连接，也就是不需要建立连接即可发送和接收数据。2、可靠性TCP提供可靠的服务，传输过程中可以确保连接可靠稳定，如编号确认、流量控制、计时器等，确保数据不丢失不出错。3、报文首部TCP报文首部有20个字节，额外开销大;UDP报文首部有8个字节，标题短开销小。4、报文结构TCP面向字节流，将应用层报文分解成多个TCP报文段进行传输，到底目的站后重新分配;UDP面向报文，不拆分报文，1次发送1个报文。5、吞吐量控制TCP拥塞控制、流量控制、重传机制、滑动窗口等机制保证传输质量，而UDP却没有。6、双工性TCP只能点对点全双工通信，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信。

定义不同： UDP:用户数据报协议。TCP:传输控制协议连接方式不同：UDP：无连接 TCP:建立连接首部长度不同：UDP:8位 TCP:20位可靠性不同： UDP：不可靠 TCP：全双工通信的的可靠连接协议
tcp：提供面向连接的服务，数据传输前先建立连接，传输完毕后释放连接，提供可靠连接； udp：发送数据前不需要先建立连接，发送后也不需要释放连接，减少开销和延迟，但不保证可靠交付。
TCP 先建立连接再传输 A：我给你发点东西，你接收一下B：好的，你发吧A：好的，正在发送UDP 不用建立连接直接传输 A：我给你发点东西，爱要不要，反正我已经发过去去了

udp 和tcp 是 OSI 模型中的运输层中的协议。tcp 提供可靠的通信传输，而 udp 则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。两者的区别大致如下： tcp 面向连接，udp 面向非连接即发送数据前不需要建立连接；tcp 提供可靠的服务（数据传输），udp 无法保证；tcp 面向字节流，udp 面向报文；tcp 数据传输慢，udp 数据传输快；tcp 为什么要三次握手，两次不行吗？为什么？ 我们假设A和B是通信的双方。我理解的握手实际上就是通信，发一次信息就是进行一次握手。第一次握手：A给B打电话说，你可以听到我说话吗？第二次握手：B收到了A的信息，然后对A说：我可以听得到你说话啊，你能听得到我说话吗？第三次握手：A收到了B的信息，然后说可以的，我要给你发信息啦！在三次握手之后，A和B都能确定这么一件事：我说的话，你能听到；你说的话，我也能听到。这样，就可以开始正常通信了。注意：HTTP是基于TCP协议的，所以每次都是客户端发送请求，服务器应答，但是TCP还可以给其他应用层提供服务，即可能A、B在建立连接之后，谁都可能先开始通信。 如果采用两次握手，那么只要服务器发出确认数据包就会建立连接，但由于客户端此时并未响应服务器端的请求，那此时服务器端就会一直在等待客户端，这样服务器端就白白浪费了一定的资源。若采用三次握手，服务器端没有收到来自客户端的再次确认，则就会知道客户端并没有要求建立请求，就不会浪费服务器的资源。
TCP/IP协议是一个协议簇。里面包括很多协议的，UDP只是其中的一个， 之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP、IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。 TCP/IP协议集包括应用层,传输层，网络层，网络访问层。
tcp协议需要三次握手，有一套复杂的校验机制和重传机制，比较适合数据安全性，可靠性高的应用比如 ftp,pop,http等等。 udp相对于tcp协议设计简单，数据传输速率高，适合对业务要求不太严格的业务，比如说dns,广播语音业务等等。

TCP是美国国防部设计的两种传输协议之一，另一种是UDP。UDP是一种不可靠的网络服务，负载比较小，而TCP则是一种可靠的通信服务，负载相对而言比较大。TCP采用套接字（socket）或者端口（port）来建立通信。TCP给端口到端口通信提供了错误和流量控制机制，同时TCP还负责建立连接、处理终止和中断的端对端通信控制。 通常情况下我们认为TCP相比UDP具有更大的通信负载，UDP不具备TCP的控制特性，TCP用了大约20个字节来发送一个65Kbps的数据块，这个报头占整个数据块的比重也不过3%。总得来看，这个负载是合理的，何况还令通信具有了可靠性。