TCP和UDP之间有什么区别?你什么时候使用?
TCP和UDP之间有什么区别?你什么时候使用?
TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)都是用于通过Internet发送数据的传输层协议,但它们的操作和用例有显着差异。
差异:
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面向连接与无连接:
- TCP面向连接。它在数据传输开始之前建立了发送者和接收器之间的连接,从而确保可靠的数据流。该连接必须维护,直到通信会话结束为止。
- UDP是无连接的。它在没有建立连接的情况下发送数据包(数据报),这意味着没有保证数据包的交付或订单。
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可靠性:
- TCP通过机制确保可靠的数据传输,例如对收到的数据包的确认,丢失数据包的重新传输以及序列控制以维护数据顺序。
- UDP不提供任何可靠性机制。数据包可能会丢失,重复或失效。
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速度和开销:
- TCP由于其可靠性功能而具有较高的开销,这可能会导致传输速度较慢。
- UDP的开销较低,并且可以更快,因为它不包括TCP的可靠性机制。
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流量控制和拥塞控制:
- TCP包括流量控制和拥塞控制,以管理数据传输速率并防止网络拥塞。
- UDP没有内置的流量或拥堵控制,如果在应用程序级别不管理的话,这可能会导致网络拥堵。
何时使用每个:
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使用TCP进行需要高可靠性和数据完整性的应用程序,例如:
- 文件传输(例如,FTP)
- 电子邮件(例如,SMTP)
- Web浏览(例如,http/https)
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将UDP用于速度比可靠性更为关键的应用程序,例如:
- 流媒体(例如,视频和音频)
- 在线游戏
- DNS查询
哪种协议TCP或UDP更适合需要高可靠性的应用程序,为什么?
TCP更适合需要高可靠性的申请。原因是:
- 保证交付: TCP确保目的地收到所有发送的数据。如果在传输过程中丢失了数据包,则TCP将重新将其重新发送到成功交付。
- 交付顺序: TCP维护数据包的顺序。如果数据包不订购,TCP将在将它们传递到应用程序之前对其进行重新排序,以确保数据流相干。
- 错误检查: TCP包括检测损坏数据的错误检查机制。如果检测到损坏,则将重新传输数据。
- 流控制: TCP使用流控制来防止发件人压倒接收器,以确保以接收器可以处理的速率传输数据。
- 拥堵控制: TCP还实施拥塞控制以管理网络流量并防止网络拥塞,这可以通过确保稳定的数据传输来进一步提高可靠性。
这些功能使TCP成为数据完整性和可靠性至关重要的应用程序的首选选择,例如文件传输,电子邮件和Web浏览。
在哪些方案中,将UDP优于TCP进行数据传输?
在以下情况下,UDP优于TCP:
- 实时应用程序:视频流,VoIP(IP语音)和在线游戏等应用程序需要实时数据传输。在这些情况下,UDP的较低延迟和更快的传输速度是有益的,即使丢失了一些数据包。
- 多播和广播: UDP支持多播和广播传输,这对于同时向多个收件人发送数据很有用。这通常用于流媒体向多个客户端使用。
- 简单的请求响应:对于简单,低延迟的请求响应方案,例如DNS查找,UDP是首选的,因为它可以比TCP更有效地处理这些交互。
- 容忍损失的应用程序:某些应用程序可以处理偶尔的数据丢失而不会产生重大影响。例如,在在线游戏中,丢失的数据包可能会导致小故障,但是游戏可以继续而不会中断。
- 低价开销:当建立和维护TCP连接的开销是不可取的时,UDP的无连接性质是有利的。这对于需要快速发送少量数据的应用程序尤其重要。
TCP和UDP之间的选择如何影响实时应用程序的性能?
TCP和UDP之间的选择显着影响实时应用程序的性能:
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潜伏期:
- UDP通常比TCP提供较低的延迟,因为它没有建立连接或实施可靠性机制。这使UDP更适合低潜伏期至关重要的实时应用程序,例如视频会议和在线游戏。
- TCP由于其连接设置,确认和重传过程而引入了额外的延迟,这可能不利于实时应用程序。
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数据包丢失:
- 在实时应用程序中, UDP可以更优雅地处理数据包损耗。例如,在视频流中,丢失的数据包可能会导致短暂的故障,但是流可以继续而不会中断。
- TCP试图重新传输丢失的数据包,这可能会导致延迟并破坏应用程序的实时性质。
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抖动:
- UDP可以体验抖动(数据包到达时间的可变性),但是可以通过缓冲等技术在应用程序级别进行管理。
- TCP的可靠性机制可以引起由于重传和流控制而引起的额外抖动,这对于实时应用可能是有问题的。
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带宽用法:
- UDP由于其较低的开销而使用的带宽较少,这对需要快速传输大量数据的实时应用程序有益。
- TCP的开销,包括标题和确认数据包,可以消耗更多的带宽,可能会限制可以在实时场景中传输的数据量。
总而言之,对于实时应用程序,UDP通常是由于其延迟较低,处理数据包丢失的能力和较低的带宽使用情况而被首选的。但是,应用程序的具体要求应指导TCP和UDP之间的选择,因为如果数据完整性至关重要,则某些实时应用程序仍可能会从TCP的可靠性功能中受益。
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