TCP、UDP的区别，TCP如何实现可靠传输，UDP如何改进实现可靠传输

[TieMuZhen]

UDP与TCP的区别

一、UDP

UDP，用户数据包协议，是一个简单的面向数据报的通信协议，即对应用层交下来的报文，不合并，不拆分，只是在其上面加上首部后就交给了下面的网络层

也就是说无论应用层交给UDP多长的报文，它统统发送，一次发送一个报文

而对接收方，接到后直接去除首部，交给上面的应用层就完成任务

UDP报头包括4个字段，每个字段占用2个字节（即16个二进制位），标题短，开销小
UDP首部4字节

特点如下：

• UDP 不提供复杂的控制机制，利用 IP 提供面向无连接的通信服务
• 传输途中出现丢包，UDP 也不负责重发
• 当包的到达顺序出现乱序时，UDP没有纠正的功能。
• 并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻，立即按照原样发送到网络上的一种机制。即使是出现网络拥堵的情况，UDP 也无法进行流量控制等避免网络拥塞行为

二、TCP

TCP，传输控制协议，是一种可靠、面向字节流的通信协议，把上面应用层交下来的数据看成无结构的字节流来发送

可以想象成流水形式的，发送方TCP会将数据放入“蓄水池”（缓存区），等到可以发送的时候就发送，不能发送就等着，TCP会根据当前网络的拥塞状态来确定每个报文段的大小

TCP报文首部有20个字节，额外开销大

特点如下：

• TCP充分地实现了数据传输时各种控制功能，可以进行丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在 UDP 中都没有。
• 此外，TCP 作为一种面向有连接的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。
• 根据 TCP 的这些机制，在 IP 这种无连接的网络上也能够实现高可靠性的通信（ 主要通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现）

三、区别

双工模式分为如下两种：

• 半双工：接口任意时刻只能接收数据或者发送数据，并存在最大传输距离的限制。
• 全双工：接口可以同时接收和发送数据，最大吞吐量可达到双倍速率，且消除了半双工的物理距离限制。

两者区别如下表所示：

UDP首部4字节
TCP报文首部有20个字节

TCP如何实现可靠性传输？

• 确认(ACK)机制

发送方在设定一个定时器，每间隔一段时间，没有收到对方的ACK确认应答报文，就会重发该报文

• TCP流量控制：滑动窗口
• TCP拥塞控制。
  

UDP如何改进实现可靠传输

传输层无法保证数据的可靠传输，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层，在应用层实现确认机制、重传机制、窗口确认机制。

目前有如下开源程序利用UDP实现了可靠的数据传输。分别为RUDP、RTP、UDT。