TCP与UDP的区别：两种协议之间有什么不同？

TCP和UDP是人们在日常使用中常见的两种协议，用于决定数据在互联网上的传输方式。尽管它们有许多相似之处，但它们的区别使它们适用于不同的目的。

在这篇TCP与UDP的比较中，我们将介绍这些协议是什么，它们的主要区别，并举例说明它们的用途。

什么是TCP?

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，用于设备在互联网上进行通信。它是TCP/IP协议套件中的主要协议之一，提供错误检测和纠正功能。此外，TCP确保数据可靠传输，并保证数据包按发送顺序到达。

什么是UDP?

UDP（用户数据报协议）是一种无连接的协议，运行在IP（互联网协议）之上。与TCP不同，UDP在发送数据之前不建立连接。UDP是一种更简单、更快速的协议，它专注于发送数据包，而无需进行错误检查、重传或保证传输的可靠性。UDP常用于注重速度和效率而非可靠性的应用程序，如实时视频流传输、在线游戏、DNS（域名系统）和VoIP（语音IP）服务。

TCP和UDP之间的区别

TCP和UDP之间的一些主要区别：

速度

UDP比TCP更快，因为它的工作更简单。TCP需要建立连接、处理错误和保证数据按顺序到达。而UDP则不保证数据传输的可靠性，只是简单地发送数据，无需建立连接。

流量和拥塞控制

TCP通过流量和拥塞控制机制确保发送方不会过快地传输过多的数据，以免压垮接收方。而UDP没有提供流量和拥塞控制，数据包要么按连续顺序接收，要么被丢弃。

面向连接和无连接

UDP是一种无连接协议，而TCP是一种面向连接的协议。在TCP中，在发送数据之前，发送方和接收方之间会建立连接，通过三次握手进行确认。而UDP则不需要建立连接即可发送数据。

可靠性

TCP以可靠性而著称。通过TCP发送数据时，可以确保数据无误地到达目标位置，即使数据在传输过程中损坏或丢失，TCP也会进行恢复和重新发送。与此不同，UDP是一种不可靠的协议，不保证数据的传递，可能在传输过程中丢失或损坏数据，而且UDP不跟踪数据包的顺序和丢失情况。

顺序传输

在TCP中，通过排序和顺序化来确保数据包按照发送顺序进行顺序传输。而UDP则以任意随机的顺序发送数据报。

TCP vs UDP比较表

特性	TCP	UDP
连接	面向连接	无连接
速度	速度较慢	速度较快
可靠性	可靠的传输保证	不保证传输可靠性
流量控制	有流量控制机制	无流量控制机制
拥塞控制	有拥塞控制机制	无拥塞控制机制
顺序传输	保证数据包顺序传输	不保证数据包顺序传输
适用场景	文件传输、网页浏览等	实时视频流、游戏等

请注意，上述表格中的信息仅供参考，实际应用中可能会有其他因素和特定要求影响协议的选择。

何时使用TCP和UDP？

UDP适用于效率和速度比可靠性更为重要的应用程序。以下是一些示例：

• 简单文件传输协议（TFTP）
• 域名系统（DNS）
• VPN隧道
• 网络语音传输协议（VoIP）
• 在线游戏
• 流媒体传输

TCP适用于可靠性比时效性更重要的应用程序。以下是一些示例：

• 电子邮件（POP、SMTP和IMAP）
• 安全外壳协议（SSH）
• 网页浏览（HTTP和HTTPS）
• 文件传输协议（FTP）

TCP的优势

以下是TCP的优点：

• 提供错误检查和恢复机制
• 支持许多路由协议
• 可独立操作

TCP的缺点

以下是TCP的一些缺点：

• 传输速度较慢：与UDP相比，TCP的传输速度较慢。
• 连接较重：TCP的连接较为复杂，需要较多的资源和处理能力。
• 不支持广播：TCP协议不兼容广播传输。

UDP的优点

以下是UDP的优点：

• 支持广播和组播传输：UDP协议支持广播和组播传输，可以同时向多个目标发送数据。
• 传输速度较快：与TCP相比，UDP的传输速度较快。UDP没有TCP的可靠性机制和连接管理，减少了传输的开销和延迟。
• 连接较轻量：UDP的连接较为简单，不需要像TCP那样进行连接的建立和关闭。

UDP的缺点

以下是UDP的缺点：

• 不进行任何错误恢复：UDP不进行错误恢复，无法保证数据的可靠性。
• 数据包可能无序：UDP发送的数据包可能以任意顺序到达目的地，无法保证数据包的顺序性。
• 容易丢失数据：UDP由于缺乏可靠性机制，数据包在传输过程中容易丢失。

OpenVPN通过TCP和UDP的选择

在许多VPN提供商的应用程序中，支持OpenVPN，并允许用户在TCP和UDP协议之间进行选择。需要注意的是，两者并没有绝对的优劣之分，对大多数终端用户来说差异甚至不太明显。一般而言，UDP协议提供更快的传输速度，但具体情况可能因实际场景而有所不同。

在某些情况下，可能需要选择特定的协议来绕过防火墙的限制。TCP和UDP都可以使用不同的端口进行传输。然而，由于OpenVPN默认使用UDP的1194端口，防火墙通常会将其列入黑名单。如果您的OpenVPN连接被阻止，最好切换到TCP协议，因为它更适合与NAT和防火墙兼容。

常见问题

UDP与TCP哪个更好？

公平地说，没有一个协议可以明确地被认为比另一个更好。UDP和TCP各自都有自己的优点，适用于不同的场景。如果速度是您的首要考虑因素，由于其轻量级特性，UDP通常速度更快。然而，如果数据完整性和可靠性至关重要，TCP提供了错误检测和纠正机制。最终，选择UDP还是TCP取决于您具体应用需求的要求。

TCP和UDP哪个对于流媒体更好？

对于流媒体而言，通常来说UDP协议更适合。UDP具有更快的传输速度和较低的延迟，使得它在实时传输音视频数据时更为理想。UDP的无连接特性也有助于避免TCP的拥塞控制机制对流媒体传输造成的延迟。因此，许多流媒体应用程序和服务选择使用UDP协议来提供更流畅和实时的体验。

我应该在VPN中使用TCP还是UDP？

再次强调，选择使用TCP还是UDP取决于您的具体需求。通常情况下，对于需要大带宽的活动，如流媒体和下载，首选的是通过UDP进行的OpenVPN连接。另一方面，对于绕过防火墙和地理封锁，使用TCP协议的OpenVPN非常出色。

因此，您应根据您的需求来选择。如果您需要高带宽的活动，选择OpenVPN over UDP。如果您需要绕过防火墙和地理封锁，选择OpenVPN over TCP。

总结

现在您已经了解了TCP和UDP之间的区别，您将能够在设置路由器、配置防火墙或选择VPN协议时做出明智的决策。

无论是在追求高速传输还是数据完整性和可靠性方面，TCP和UDP各自都有其优势和适用场景。通过深入了解它们的特点和应用领域，您可以更好地理解如何使用它们来满足您的特定需求。