UDP协议：UDP和TCP相比快在哪里？

Posted 2021-05-11 One丨Python

可靠性

如果一个网络协议是可靠的，那么它能够保证数据被无损地传送到目的地。当应用的设计者选择一个具有可靠性的协议时，通常意味着这个应用不能容忍数据在传输过程中被损坏。

TCP协议，是一个支持可靠性的协议。UDP协议，是一个不支持可靠性的协议。

校验和（Checksum）

校验和，是一种非常常见的可靠性检查手段。

尽管UDP不支持可靠性，但是像校验和（Checksum）这一类最基本的数据校验，它还是支持的。不支持可靠性，并不意味着完全放弃可靠性。TCP和UDP都支持最基本的校验和算法。

当要传输数据的时候，数据会被分片，把每个分片看作是一个字节数组。然后再分片中，预留几个字节去存储校验和。

校验和随着数据分片一起传输到目的地，目的地会用同样的算法再次计算校验和。

对于TCP和UDP，都实现了校验和算法，但二者的区别是，TCP如果发现校验核对不上，也就是数据损坏，会主动丢失这个封包并且重发。

而UDP什么都不会处理，UDP把处理的权力交给使用它的程序员。

请求/应答/连接模型

另一种保证可靠性的方法是请求响应和连接的模型。TCP实现了请求、响应和连接的模型，UDP没有实现这个模型。

在TCP协议当中，任何一方向另一方发送消息，另一方都需给与一个应答。如果发送方在一定的时间内没有获得应答，发送方就会认为自己的信息没有达到目的地，中途发生了损坏或者丢失等，因此发送方会选择重发这条消息。

1、TCP的三次握手

在TCP协议当中。假设Alice和Bob是两个通信进程。当Alice想要和Bob建立连接的时候，Alice需要发送一个请求建立连接的消息给Bob。

这种请求建立连接的消息在TCP协议中称为同步（SYN）。而Bob收到SYN，必须马上给Alice一个响应。这个响应在TCP协议当中称为响应（ACK）。

当Alice给Bob SYN，Bob给Alice ACK，这个时候，对Alice而言，连接就成功了。但是TCP是一个双工协议。所谓双工协议，代表数据可以双向传送。

虽然对Alice而言，连接建立成功了。但是对Bob而言，连接还没有建立。

如果这个时候，Bob马上给Alice发送消息，信息可能先于Bob的ACK到达Alice，但这个时候Alice还不知道连接建立成功。

所以解决的办法就是Bob再给Alice发一次SYN，Alice再给Bob一个ACK。

2、TCP的四次握手

四次握手（TCP断开连接）的原理类似。中断连接的请求称为Finish（用FIN表示）；

- 第1步是Alice发送FIN

- 第2步是Bob给ACK

- 第3步是Bob发送FIN

- 第4步是Alice给ACK

3、连接

连接是一个虚拟概念，连接的目的是让连接双方达成默契，倾尽资源，给对方最快的响应。连接也是一个很好的编程模型。当连接不稳定的时候，可以中断连接后再重新连接。这种模式极大地增加了两个应用之间的数据传输的可靠性。