计算机网络-TCP和UDP总结（区别、优缺点、应用场景）

参考：

https://blog.csdn.net/weixin_43784305/article/details/104918771

https://www.cnblogs.com/xiaomayizoe/p/5258754.html

https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81122894

https://blog.csdn.net/xiaoyuerp/article/details/84102318

TCP和UDP总结（区别、优缺点、应用实例）

TCP和UDP的区别和优缺点以及应用实例

TCP和UDP区别总结：

TCP面向连接，UDP是无连接的
TCP在开始数据传输之前要经过三次握手，UDP却不需要任何准备即可进行数据传输，因此UDP不会引入建立连接的时延
TCP提供可靠的服务，UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付
TCP传输数据具有重传机制，如果在传输数据的过程中发生丢包事件，发送方会重传丢失的分组，所以TCP保证发送的分组一定能到达接收方，因此是可靠的。
UDP在应用层得到数据后，附加上用于多路复用/多路分解服务的源端口号和目的端口号字段后，直接将形成的报文段传输给网络，而网络层是不可靠的，因而不能保证数据传输的可靠性。（可以在应用层实现UDP数据传输的可靠性）
UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高
UDP在传输数据前不需要建立连接，没有繁琐的握手过程，没有复杂的拥塞控制算法和重传机制，所以UDP相对于TCP具有较高的效率。
每一条TCP连接只能是点到点，UDP支持一对一、一对多、多对多
TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少
TCP建立连接后，会为连接分配发送缓存和接受缓存，维护拥塞控制变量以及序号和确认号的参数，因此需要占用较多的系统资源。而UDP是无连接的，对系统资源要求较少

为什么UDP有时比TCP更有优势？

网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使应用层重传，能够确保传输的可靠性
TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制机制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。
基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络对进程造成影响

UDP实现可靠数据传输的实例

TCP和UDP应用的例子

TCP应用：

FTP：文件传输协议
SSH：安全登录、文件传送（SCP）和端口重定向
Telnet：不安全文本传送
SMTP：简单邮件传输协议
HTTP：超文本传输协议

UDP应用：

流媒体

如果采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延迟会越来越大。基于UDP的协议入WebRTC使极佳的选择。
实时游戏

对实时要求较为严格的情况下，采用自定义的可靠UDP协议，自定义重传策略，能哦把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成的影响。
物联网

TCP和UDP的优缺点及区别

TCP的优点：可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。 TCP的缺点：慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

UDP的优点：快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击…… UDP的缺点：不可靠，不稳定因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。基于上面的优缺点，那么：什么时候应该使用TCP：当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下：浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输 ………… 什么时候应该使用UDP：当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP ……

有些应用场景对可靠性要求不高会用到UPD，比如长视频，要求速率

小结TCP与UDP的区别：

1.基于连接与无连接；
2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；
3.UDP程序结构较简单；
4.流模式与数据报模式；

5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

tcp协议和udp协议的差别 
TCP UDP 
是否连接 面向连接 面向非连接 
传输可靠性 可靠 不可靠 
应用场合 传输大量数据 少量数据 
速度 慢 快

TCP与UDP区别总结：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的

UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4、每一条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

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

TCP与UDP的技术面试考点

面试时回答此类问题，先介绍两者的概念，再阐述两者的区别

TCP和UDP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。

1.TCP（Transmission Control Protocol）的概念

TCP是一种面向连接的，提供可靠交付服务和全双工通信的，基于字节流的端到端的传输层通信协议。
TCP在传输数据之前必须先建立连接（TCP连接过程参见：https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809），数据传输结束后要释放连接。
每一条TCP连接只能有2个端点，故TCP不提供广播或多播服务。
TCP提供可靠交付，通过TCP连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。
TCP是面向字节流的。虽然应用进程和TCP的交互是一次一个数据块(大小不等），但TCP把英语程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流。TCP并不知道所传输的字节流的含义。

2 . UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）
（1）UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
（2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
（3）UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
（4）吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。
（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

UDP应用场景：
  1.面向数据报方式
  2.网络数据大多为短消息
  3.拥有大量Client
  4.对数据安全性无特殊要求
  5.网络负担非常重，但对响应速度要求高

3. TCP与UDP区别总结：
1）、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2）、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保   证可靠交付
3）、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的
  UDP没有拥塞控制（），因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
4）、每一条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
5）、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
6）、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

TCP和UDP的区别

　(1)同步：端口下如果同是来了两个客户端请求，第一个连接得到响应，与服务端建立通讯，而第二个请求就会被一直阻塞直到第一个请求完成操作，各请求之间排队，顺序执行。
　(2)异步呢，就是同时来两个或者多个请求，服务端就同时响应多个客户端，同时给他们连接。各个客户端与服务器的通讯是并行的，一个客户端不必等另一个客户端完成操作。通常用这两个方法来接收一个客户端请求。
　(3)阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。比如：Console.ReadLine(),如果你不向控制台输入数据，这个方法就会一直等待，知道你输入数据后才会向下执行。这个时候当前线程被挂起来了，让CPU去做其他事情。
　(4)非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立刻返回。

syn攻击

在三次握手过程中，服务器发送SYN-ACK之后，收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect).此时服务器处于Syn_RECV状态.当收到ACK后，服务器转入ESTABLISHED状态.
Syn攻击就是攻击客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送syn包，服务器回复确认包，并等待客户的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断的重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN请求被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。
Syn攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便，当你在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本上可以断定这是一次SYN攻击.在Linux下可以如下命令检测是否被Syn攻击
netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV
一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击，修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等.
但是不能完全防范syn攻击。

TCP和UDP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则常被用于广播提供面向无连接的通信服务

握手

“我想给你发数据，可以吗？” （请提供序列号作为起始数据段）SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）
“可以，你什么时候发？” （已提供序列号）SYN+ACK应答
“我现在就发，你接着吧！” ACK消息响应

挥手（A为主动关闭方，可以是SERVICE也可以是CLIENT）

SERVER：传输好了，我要关了 1 ) 当主机A完成数据传输后,发送FIN,提出停止TCP连接的请求，进入FIN_WAIT1状态
CLIENT：我看一下 2 ) 主机B收到FIN后，将发送ACK，进入CLOSE_WAIT状态
CLIENT：OK ，可以关 3 ) 由B 端再提出反方向的关闭请求,将发送FIN，并进入LAST_ACK状态
SERVER：嗯，我关了 4 ) 主机A对主机B的请求进行确认收到FIN,将发送ACK,双方向的关闭结束.进入TIME_WAIT状态，经过2MSL时间后关闭

UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）
我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。
UDP应用场景： 1.面向数据报方式 2.网络数据大多为短消息 3.拥有大量Client 4.对数据安全性无特殊要求 5.网络负担非常重，但对响应速度要求高

小结TCP与UDP的区别： 1.基于连接与无连接； 2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）； 3.UDP程序结构较简单； 4.流模式与数据报模式； 5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

TCP:
TCP编程的服务器端一般步骤是： TCP包头的最小长度，为20字节。
　　1、创建一个socket，用函数socket()；
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
　　4、开启监听，用函数listen()；
　　5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；
　　6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
　　7、关闭网络连接；
　　8、关闭监听；
TCP编程的客户端一般步骤是：
　　1、创建一个socket，用函数socket()；
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
　　4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；
　　5、连接服务器，用函数connect()；
　　6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
　　7、关闭网络连接；

UDP:与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下：
UDP编程的服务器端一般步骤是：
　　1、创建一个socket，用函数socket()；
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
　　4、循环接收数据，用函数recvfrom();
　　5、关闭网络连接；
UDP编程的客户端一般步骤是：
　　1、创建一个socket，用函数socket()；
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
　　4、设置对方的IP地址和端口等属性;
　　5、发送数据，用函数sendto();
　　6、关闭网络连接；