HTTP面试-TCP和UDP

Posted 2021-04-26 同花技术笔记

TCP/IP是什么

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

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tcp、udp是什么

上面之所以单独拿TCP/IP来解说一下它究竟是什么，主要是想让大家有个概念，不想让大家搞混乱了，TCP/IP是一个大的协议簇，里面包含了网络七层协议里面的各种协议，在这套TCP/IP的网络体系结构当中，TCP（传输控制协议，Transport Controll Protocol、UDP（用户数据报协议，User Data Protocol）是传输层最重要的两种协议，为上层用户提供级别的通信可靠性。

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TCP/UDP的区别

首先大概说一下它们的区别：

1. TCP是面向连接的，UDP是无连接的。
2. TCP是基于数据流的，UDP是基于报文的。
3. TCP保证了数据的可靠传输，UDP是有可能丢包的。
4. TCP保证了数据的顺序，UDP是保证的。
5. TCP的结构比较复杂，UDP简单。
6. TCP慢，UDP快。

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TCP

TCP协议是一种可靠的、一对一的、面向有连接的通信协议。

TCP主要通过几种方式保证数据传输的可靠性：

1. 在使用TCP协议进行数据传输时，往往需要客户端和服务端先建立一个 「 通道 」 、且这个通道只能够被客户端和服务端使用，所以TCP传输协议只能面向一对一的连接。为了保证数据 「 传输的准确无误 」 ，TCP传输协议将用于传输的数据包分为若干个部分（每个部分的大小根据当时的网络情况而定），然后在它们的首部添加一个检验字节。当数据的一个部分被接收完毕之后，服务端会对这一部分的完整性和准确性进行 「 校验 」 ，校验之后如果数据的完整度和准确度都为100%，在服务端会要求客户端开始数据下一个部分的传输，如果数据的完整性和准确性与原来不相符，那么服务端会要求客户端 「 再次传输 」 这个部分。

2. 客户端与服务端在使用TCP传输协议时要先建立一个 「 通道 」 ，在传输完毕之后又要关闭这 「 通道 」 ，前者可以被形象地成为 「 三次握手 」 ，而后者则可以被称为 「 四次挥手 」 。

TCP协议能为应用程序提供 「 可靠 」 的通信连接，使一台计算机发出的字节流 「 无差错 」 地发往网络上的其他计算机，所以对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。

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UDP

UDP传输协议是 「 无连接 」 的， 「无连接」 就是在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态就直接发送。它是一种不可靠的、面向无连接、可以实现多对一、一对多和一对一连接的通信协议。

1. UDP在传输数据前 「 不需要建立通道 」 ，在数据传输完毕后也不需要将通道关闭。
2. 只要客户端给服务端发送一个请求，服务端就会 「 一次性 」 地把所有数据发送完毕。UDP在传输数据时 「 不会对数据的完整性进行验证 」 ，在数据丢失或数据出错时也 「 不会要求重新传输 」 ，因此也节省了很多用于验证数据包的时间，所以以UDP建立的连接的延迟会比以TCP建立的连接的延迟更低。
3. UDP不会根据当前的网络情况来控制数据的发送速度，因此无论网络情况是好是坏，服务端都会以 「 恒定的速率 」 发送数据。虽然这样有时会造成数据的丢失与损坏，但是这一点对于一些实时应用来说是十分重要的。

基于以上三点，UDP在数据传输方面 「 速度更快 」 ，「 延迟更低 」 ， 「 实时性更好 」  ， 因此被广泛地用于通信领域和视频网站当中。

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TCP的应用场景

效率相对比较低，但是数据可靠要求比较高的场景。传输涉及到数据确认、重发、排序等。比如文件传输，浏览器的一些操作等等。

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UDP的应用场景

效率比较高，但是数据不可靠，有存在丢包的情况。一般直播，视频聊天，语音聊天等（就算掉帧，画面卡了几帧并没有多大影响的，并且这种视频等流量本身就很大，数据量高）。

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总结

	TCP	UDP
是否连接	面向连接	无连接
传输可靠性	可靠的	不可靠的
应用场景	传输少量数据	大量数据
速度	慢	快

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形象的例子

TCP

这是一个好人1号和他的女神的故事：

有一天，好人1号很喜欢他的女神，但是女神好像 「 对他爱答不理 」， 所以这一只舔dog比较有礼貌 ，完了好人1号偷偷打听到，他的女神很喜欢喝果汁，对于好喝的果汁都没有办法抵抗，所以好人1号就找了好多好多的果汁决定送给女神。

1. 好人1号开始的时候问女神在家里吗？
2. 女神说在家里
3. 好人1号就说我给你买了果汁，你收到了要跟我说一下哦！
4. 好人1号给女神送了一瓶果汁。
5. 女神发现是自己最爱喝的果汁，所以拿到了之后就跟好人1号说已经喝完这一瓶了。
6. 好人1号心想女神这么能喝，决定这次给女神送两瓶果汁，完了又问，女神你收到我给你的果汁了吗？
7. 女神又发现是自己没有办法抵抗的果汁，所以又跟好人1号说自己已经喝完第三瓶了。...

这就是TCP，好人1号得先跟女神三次握手，确定女神在家了再去给女神送果汁，好人1号每次给女神送完果汁还要女神去告诉好人1号她已经喝完了。

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UDP

这是一个好人2号和他的女神的故事：

有一天，好人2号很喜欢他的女神，但是女神好像对他爱搭不理，但是好人2号毫不知觉，并且 「 认为女神跟他相亲相爱，沉浸在自己爱情的世界 」 当中，所以这一只好人2号比较自以为是，有自己的想法，有一天听到女神对于好喝的果汁没有办法抵抗，所以买了好多好多果汁决定送给女神。

1. 好人2号开始的时候打听到了女神的家里地址。
2. 然后直接叫外卖，叫了一车的果汁，地址就是女神家。
3. 叫完外卖好人2号就不管了,等外卖自己送过去就完了。

这就是UDP，好人2号知道女神的住址后，直接就买一堆果汁往女神家里塞，也不在乎女神喝完没，外卖送到女神家里没。

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总结

你这么一看，你TCP给女神送果汁，还要等女神告诉你她喝没喝完，但UDP不一样呀，你直接叫外卖就完了，也不管她喝没喝完，果汁到位就完事了。所以TCP数据当然可靠了，毕竟确认女神喝完了再继续给她送，UDP只需要确认自己给女神叫了外卖就好了。

PS

都结合网上资料加上自己的一些理解，如果有影响到人的地方，可以联系我：[e-mail]