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文章目录
- 写在前面
- 1、TCP 和 UDP
- 🐧 1.1、什么是 TCP
- 🐧 1.2、什么是 UDP
- 2、TCP 和 UDP 的应用场景
- 🐧 2.1、TCP 的应用场景
- 🐧 2.2、UDP 的应用场景
- 3、TCP 和 UDP 的工作方式
- 🐧 3.1、TCP 的工作方式
- 🐧 3.2、UDP 的工作方式
写在前面
🔔面试中常问我们是否知道TCP 和 UDP 区别，我们只要记得几个关键信息，TCP 面相链接，慢但是可靠，而 UDP 无连接，快但不可靠。
1、TCP 和 UDP
🐧 1.1、什么是 TCP
TCP（Transmission Control Protocol） 是一种在计算机网络中常用的传输协议。它是基于IP（Internet Protocol）的一种可靠的、面向连接的协议。TCP提供了一种可靠的数据传输机制，确保数据能够按照正确的顺序到达目标设备，并且不会丢失或损坏。
TCP通过使用三次握手建立连接，然后通过数据分段和确认机制来保证数据的可靠传输。它还提供了流量控制和拥塞控制机制，以确保网络中的资源能够被有效利用，避免网络拥塞和数据丢失。
TCP协议是面向连接的，这意味着在进行数据传输之前，发送方和接收方需要先建立一个连接。连接的建立需要进行三次握手，即发送方发送一个连接请求，接收方回复一个连接确认，最后发送方再回复一个连接确认。这样双方就建立了一个可靠的连接，在连接建立后可以进行数据的传输。
TCP协议提供了可靠的、面向连接的数据传输服务，确保数据的完整性和可靠性。它是互联网中最常用的传输协议之一，被广泛应用于各种网络应用和服务，例如网页浏览、电子邮件、文件传输等。
🐧 1.2、什么是 UDP
UDP（User Datagram Protocol）是一种在计算机网络中常用的传输协议。与TCP不同，UDP是一种无连接的协议，它不需要在传输数据之前建立连接。UDP提供了一种简单的、不可靠的数据传输机制，适用于那些对数据传输延迟要求较高，但对数据可靠性要求相对较低的应用场景。
UDP协议的特点如下：
- 无连接：UDP不需要事先建立连接，直接将数据包发送给目标设备。
- 不可靠：UDP不提供数据的可靠传输机制，数据包可能会丢失、重复或乱序。
- 高效：UDP的头部开销较小，传输效率较高。
- 支持一对一或一对多的通信：UDP可以将数据包发送给一个或多个目标设备。
由于UDP不提供可靠性和顺序保证，因此它常用于一些对实时性要求较高的应用，例如音频和视频传输、实时游戏等。在这些应用中，速度和实时性比数据的完整性更重要，因此UDP能够更好地满足这些需求。但是，由于UDP的不可靠性，如果应用需要保证数据的可靠传输，就需要在应用层自行实现相应的机制，例如使用确认和重传机制。
UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，适用于对数据传输延迟要求较高，但对数据可靠性要求相对较低的应用场景。它常用于实时性要求高的应用，如音视频传输、实时游戏等。
2、TCP 和 UDP 的应用场景
🐧 2.1、TCP 的应用场景
TCP和UDP都是在计算机网络中常用的传输协议，它们适用于不同的应用场景。
TCP适用于对数据传输的可靠性和顺序性要求较高的应用场景，例如：
- 网页浏览：TCP协议能够确保网页内容的完整性和正确性，保证用户能够正确地获取网页上的信息。
- 文件传输：TCP协议能够保证文件的完整传输，确保文件在传输过程中不会丢失或损坏。
- 电子邮件：TCP协议能够确保电子邮件的完整性和正确性，保证邮件能够正确地传输和接收。
🐧 2.2、UDP 的应用场景
UDP适用于对实时性要求较高，但对数据可靠性要求相对较低的应用场景，例如：
- 音频和视频传输：UDP协议能够快速传输音频和视频数据，保证实时性，适用于实时音视频通话、流媒体等应用。
- 实时游戏：UDP协议能够提供低延迟的数据传输，确保游戏的实时性和响应性，适用于多人在线游戏等。
3、TCP 和 UDP 的工作方式
🐧 3.1、TCP 的工作方式
TCP协议的工作方式如下：
- 建立连接：在进行数据传输之前，发送方和接收方需要先建立连接。这个过程称为三次握手。发送方首先发送一个带有SYN（同步）标志的数据包给接收方，接收方收到后回复一个带有SYN/ACK（同步/确认）标志的数据包，最后发送方再回复一个带有ACK（确认）标志的数据包，完成连接的建立。
- 数据传输：连接建立后，发送方可以开始向接收方发送数据。发送方将数据分割成小的数据段，并为每个数据段添加序列号。接收方收到数据后，会发送确认应答，告知发送方已经收到数据。如果发送方没有收到确认应答，会进行超时重传，确保数据的可靠传输。
- 有序性：TCP保证数据按照发送的顺序进行接收，不会出现乱序的情况。接收方会根据序列号对接收到的数据进行排序，确保数据的正确顺序。
- 流量控制：TCP使用滑动窗口机制进行流量控制。发送方会根据接收方的处理能力和网络状况，动态调整发送数据的速率，避免发送过快导致接收方无法处理或数据丢失。
- 拥塞控制：TCP使用拥塞窗口机制进行拥塞控制。发送方会根据网络的拥塞程度调整发送数据的速率，避免网络拥塞的发生。如果网络出现拥塞，TCP会减小发送速率，以减轻网络负载。
- 断开连接：当数据传输完成或不再需要连接时，发送方和接收方可以通过四次挥手的过程来断开连接。发送方发送一个带有FIN（结束）标志的数据包给接收方，接收方收到后回复一个带有ACK标志的数据包，表示已经收到结束请求。然后接收方发送一个带有FIN标志的数据包给发送方，发送方收到后回复一个ACK标志的数据包，表示已经接受到结束请求。这样，连接就成功地断开了。
TCP协议通过上述的工作方式，实现了可靠的、有序的数据传输。它能够确保数据的完整性和正确性，适用于对数据可靠性和顺序性要求较高的应用场景。
🐧 3.2、UDP 的工作方式
UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的传输层协议，其工作方式如下：
- 无连接性：UDP不需要事先建立连接，发送方直接将数据打包成数据报（Datagram），并发送给接收方。因此，UDP的传输是无连接的，不需要进行握手和建立连接的过程。
- 不可靠性：UDP不提供可靠性保证，发送方无法知道数据是否成功到达接收方。UDP的数据报可能会在传输过程中丢失、重复、乱序等，接收方无法检测到这些问题。
- 简单性：相比TCP，UDP的头部开销较小，只有8字节。UDP协议的设计非常简单，只提供基本的数据报传输功能，没有拥塞控制、流量控制和重传机制等复杂的功能。
- 高效性：由于UDP没有额外的控制机制，数据报的传输效率较高。UDP适用于对实时性要求较高的应用场景，如音频、视频等流媒体传输。
- 多播和广播支持：UDP支持多播（Multicast）和广播（Broadcast）传输方式。发送方可以将数据报发送给多个接收方，或者发送给整个局域网中的所有设备。
总的来说，UDP协议是一种简单、高效、无连接和不可靠的传输协议。它适用于对实时性要求较高、数据可靠性要求较低的应用场景，如实时游戏、音视频传输等。
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