tcp和udp的區(qū)別，udp和tcp的主要區(qū)別
TCP和UDP的區(qū)別
TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是兩種常用的傳輸層通信協(xié)議，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)通信中扮演不同的角色，具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。
連接性
TCP是面向連接的協(xié)議，在數(shù)據(jù)傳輸前需要建立連接，通過(guò)三次握手過(guò)程確保雙方準(zhǔn)備就緒。UDP是無(wú)連接的協(xié)議，不需要建立連接即可發(fā)送數(shù)據(jù)，適用于那些對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性要求不高的應(yīng)用.
可靠性
TCP提供可靠的通信，通過(guò)校驗(yàn)和、序列號(hào)、確認(rèn)應(yīng)答（ACK）和重傳機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和有序傳輸。UDP不保證數(shù)據(jù)包的可靠交付，一個(gè)數(shù)據(jù)包在運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)丟失、亂序，沒(méi)有重傳機(jī)制，依賴(lài)于高層協(xié)議來(lái)確保可靠性.
速度和效率
TCP由于需要維護(hù)連接狀態(tài)、進(jìn)行流量控制和擁塞控制，可能會(huì)引入一定的延遲，適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性要求高的場(chǎng)景。UDP沒(méi)有這些機(jī)制，因此傳輸速度更快，適用于實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用，如視頻直播、在線游戲等.
頭部開(kāi)銷(xiāo)
TCP的頭部較大，包含序列號(hào)、ACK號(hào)、數(shù)據(jù)偏移量、保留、控制位、窗口、緊急指針、可選項(xiàng)、填充和校驗(yàn)位等，而UDP的頭部相對(duì)較小，只包含長(zhǎng)度、源端口號(hào)、目的端口號(hào)、校驗(yàn)和.
流量控制和擁塞控制
TCP具有流量控制和擁塞控制機(jī)制，而UDP沒(méi)有這些機(jī)制，因此網(wǎng)絡(luò)擁塞不會(huì)影響源主機(jī)的發(fā)送頻率.
數(shù)據(jù)傳輸方式
TCP是面向字節(jié)流的協(xié)議，數(shù)據(jù)以字節(jié)流的形式傳輸，沒(méi)有明顯的邊界。UDP是面向報(bào)文的協(xié)議，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是一個(gè)完整的獨(dú)立單位，保持?jǐn)?shù)據(jù)包的邊界.
應(yīng)用場(chǎng)景
TCP適用于需要高可靠性和準(zhǔn)確性的應(yīng)用場(chǎng)景，如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電子郵件、文件傳輸?shù)?。UDP適用于對(duì)效率要求相對(duì)高，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求相對(duì)低的場(chǎng)景，如視頻傳輸、實(shí)時(shí)通信等.
TCP協(xié)議在傳輸過(guò)程中使用了哪些機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)的可靠性？
TCP協(xié)議的可靠性機(jī)制
TCP協(xié)議確保數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)臋C(jī)制主要包括以下幾點(diǎn)：
序列號(hào)和確認(rèn)應(yīng)答：TCP為每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包分配一個(gè)序列號(hào)，并要求接收方對(duì)每個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答（ACK）。這確保了數(shù)據(jù)包的順序和完整性。
超時(shí)重傳：如果發(fā)送方在預(yù)定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)應(yīng)答，它會(huì)重傳未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)包。這有助于解決網(wǎng)絡(luò)延遲或丟包問(wèn)題。
流量控制：TCP使用滑動(dòng)窗口機(jī)制來(lái)控制發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，避免接收方的緩沖區(qū)溢出。窗口的大小由接收方根據(jù)其處理能力動(dòng)態(tài)調(diào)整。
擁塞控制：TCP還實(shí)施擁塞控制算法，如慢啟動(dòng)、擁塞避免、快速重傳和快速恢復(fù)，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。
校驗(yàn)和：TCP頭部和數(shù)據(jù)部分都包含校驗(yàn)和字段，用于檢測(cè)在傳輸過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤。如果接收方檢測(cè)到錯(cuò)誤，它會(huì)丟棄該數(shù)據(jù)包并請(qǐng)求重傳。
三次握手和四次揮手：TCP連接的建立和終止分別通過(guò)三次握手和四次揮手過(guò)程來(lái)確保雙方準(zhǔn)備就緒并發(fā)送或停止數(shù)據(jù)傳輸。
這些機(jī)制共同作用，使得TCP成為一種可靠的傳輸協(xié)議，適用于那些對(duì)數(shù)據(jù)完整性和順序性有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景。
UDP協(xié)議為什么適合實(shí)時(shí)通信而不是文件傳輸？
UDP協(xié)議（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）由于其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，適合實(shí)時(shí)通信而不是文件傳輸。以下是幾個(gè)關(guān)鍵原因：
1. 不可靠性
UDP不提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)和重傳機(jī)制，這意味著即使數(shù)據(jù)包在傳輸過(guò)程中丟失或損壞，接收方也無(wú)法得到這個(gè)數(shù)據(jù)包。在文件傳輸中，數(shù)據(jù)的完整性和可靠性是非常重要的，因?yàn)閬G失的數(shù)據(jù)需要被重新傳輸以確保文件的正確性。相比之下，實(shí)時(shí)通信，如音頻和視頻流，可以容忍一定程度的數(shù)據(jù)丟失，因?yàn)閬G包通常不會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
2. 無(wú)序性
UDP是無(wú)連接的，發(fā)送的數(shù)據(jù)可能會(huì)經(jīng)過(guò)不同的路徑到達(dá)目標(biāo)地址，導(dǎo)致接收方可能無(wú)法按照發(fā)送順序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行組裝。在文件傳輸中，數(shù)據(jù)的順序性通常是必需的，因?yàn)榇騺y的數(shù)據(jù)片段會(huì)導(dǎo)致文件損壞。而在實(shí)時(shí)通信中，由于數(shù)據(jù)是連續(xù)流動(dòng)的，接收方可以在一定程度上自行同步和緩沖數(shù)據(jù)，從而減輕無(wú)序性的影響。
3. 簡(jiǎn)單性和低開(kāi)銷(xiāo)
UDP協(xié)議的頭部開(kāi)銷(xiāo)比TCP協(xié)議小，且不包含復(fù)雜的控制機(jī)制，這使得UDP在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)具有更高的效率。實(shí)時(shí)通信應(yīng)用，如在線游戲和視頻會(huì)議，需要快速響應(yīng)和低延遲，UDP的簡(jiǎn)單性有助于減少這些應(yīng)用的延遲。
4. 支持廣播和多播
UDP支持廣播和多播功能，這在實(shí)時(shí)通信和多媒體傳輸?shù)阮I(lǐng)域非常有用，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常需要將相同的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送給多個(gè)接收者。
綜上所述，UDP協(xié)議的設(shè)計(jì)更適合那些對(duì)數(shù)據(jù)可靠性和順序性要求不嚴(yán)格，但對(duì)傳輸速度和效率有較高要求的實(shí)時(shí)通信應(yīng)用。而文件傳輸則更傾向于使用TCP協(xié)議，因?yàn)門(mén)CP提供了必要的可靠性和順序性保障。
TCP和UDP在處理網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)有何不同的策略？
TCP和UDP的擁塞控制策略差異
TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）在處理網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)采取了截然不同的策略。TCP是一種面向連接的協(xié)議，它內(nèi)置了一系列復(fù)雜的擁塞控制機(jī)制，旨在確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸，即使在網(wǎng)絡(luò)條件不佳的情況下也能維持通信質(zhì)量。TCP的擁塞控制策略主要包括以下幾個(gè)方面：
擁塞窗口（cwnd）的維護(hù)：TCP通過(guò)調(diào)整擁塞窗口的大小來(lái)控制發(fā)送速率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有出現(xiàn)擁塞時(shí)，擁塞窗口會(huì)逐漸增大；一旦檢測(cè)到擁塞（通常是通過(guò)超時(shí)重傳或接收到三個(gè)重復(fù)的ACK），擁塞窗口就會(huì)減小。
慢啟動(dòng)（Slow Start）和擁塞避免（Congestion Avoidance)：TCP在初始階段采用慢啟動(dòng)算法，快速增加擁塞窗口的大小。當(dāng)擁塞窗口達(dá)到一個(gè)閾值（ssthresh）后，進(jìn)入擁塞避免階段，此時(shí)擁塞窗口的增長(zhǎng)變?yōu)榫€性。
快速重傳（Fast Retransmit）和快速恢復(fù)（Fast Recovery)：當(dāng)TCP檢測(cè)到丟包時(shí)，它會(huì)立即重傳丟失的數(shù)據(jù)包，并在接收到新的ACK后迅速增加擁塞窗口，以恢復(fù)正常的數(shù)據(jù)傳輸速率。
相比之下，UDP是一種無(wú)連接的協(xié)議，它不提供任何擁塞控制機(jī)制。UDP簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，不關(guān)心數(shù)據(jù)報(bào)是否成功到達(dá)目的地，也不進(jìn)行重傳。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生時(shí)，UDP可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)報(bào)丟失，而不會(huì)嘗試解決擁塞問(wèn)題。
在實(shí)際應(yīng)用中，如果對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性和順序有嚴(yán)格要求，或者需要進(jìn)行大文件傳輸?shù)热蝿?wù)，TCP是更好的選擇。而對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高、數(shù)據(jù)傳輸量較小、容忍一定丟包的應(yīng)用，UDP更加適合。