UDP扫盲

Posted 2021-03-15 cherrytab

UDP是面向无连接的，所谓的建立连接，是为了在客户端和服务端维护连接，而建立一定的数据结构来维护双方交互的状态， 用这样的数据结构来保证所谓的面向连接的特性。

 

TCP 是面向字节流的。发送的时候发的是一个流，没头没尾。IP 包可不是一个流，而是一个个的 IP 包。之所以变成了流，这也是 TCP 自己的状态维护做的事情。而UDP 继承了 IP 的特性，基于数据报 的，一个一个地发，一个一个地收。 

 

还有TCP 是可以有拥塞控制的。它意识到包丢弃了或者网络的环境不好了，就会根据情况调整自己的行 为，看看是不是发快了，要不要发慢点。UDP 就不会，应用让我发，我就发，管它洪水滔天。 

 

因而TCP 其实是一个有状态服务，通俗地讲就是有脑子的，里面精确地记着发送了没有，接收到没有， 发送到哪个了，应该接收哪个了，错一点儿都不行。而UDP 则是无状态服务。通俗地说是没脑子的，天 真无邪的，发出去就发出去了。 

 

发送的时候，我知道我发的是一个 UDP 的包，收到的那台机器咋知道的呢？所以在 IP 头里面有个 8 位 协议，这里会存放，数据里面到底是 TCP 还是 UDP。

 

UDP包头

 

 

 

 

当我们看到 UDP 包头的时候，发现的确有端口号，有源端口号和目标端口号。因为是两端通信。

 

UDP 的三大特点

1.简单，没有大量的数据结构、处理逻辑、包头字段。

2.轻信，它不会建立连接，虽然有端口号，但是监听在这个地方，谁都可以传给他数据，他也 可以传给任何人数据，甚至可以同时传给多个人数据。 

3.单纯，它不会根据网络的情况进行 发包的拥塞控制，无论网络丢包丢成啥样了，它该怎么发还怎么发。对于TCP的话，如果网很卡会自动拥塞机制，避免过量丢包。

 

UDP 的三大使用场景

1.需要资源少，在网络比较好，对于丢包不敏感的场景使用。

2.不需要一对一沟通，不需要建立连接的场景，可以广播或者多播的场景。DHCP

3.需要处理速度快，时延低的，可以容忍少量丢包的场景。

 

UDP 的例子

1.网页或者 APP 的访问

这是基于http协议的，而http协议又基于tcp，但是对于大型的交互场景，tcp的严格性显然会造成很高的时延。

而QUIC（全称Quick UDP Internet Connections，快速 UDP 互联网连接）是 Google 提出的一种基 于 UDP 改进的通信协议，其目的是降低网络通信的延迟，提供更好的用户互动体验。 

 

2.流媒体的协议

直播，实时性比较比较重要，宁可丢包，也不要卡顿的，当然是一定量的丢包。

当网络不好的时候，TCP 协议会主动降低发送速度，这对本来当时就卡的看视频来讲是要命 的，应该应用层马上重传，而不是主动让步。因而，很多直播应用，都基于 UDP 实现了自己的视频传输 协议。

 

3.实时游戏

还是时延问题

 

4.IoT

物联网领域终端资源少，很可能只是个内存非常小的嵌入式系统，而维护 TCP 协议代价太大； 另一方面，物联网对实时性要求也很高，而 TCP 还是因为上面的那些原因导致时延大。Google 旗下的 Nest 建立 Thread Group，推出了物联网通信协议 Thread，就是基于 UDP 协议的。

 

5.移动通信领域 

在 4G 网络里，移动流量上网的数据面对的协议 GTP-U 是基于 UDP 的。因为移动网络协议比较复杂， 而 GTP 协议本身就包含复杂的手机上线下线的通信协议。

 

小结

如果将 TCP 比作成熟的社会人，UDP 则是头脑简单的小朋友。TCP 复杂，UDP 简单；TCP 维护连 接，UDP 谁都相信；TCP 会坚持知进退；UDP 愣头青一个，勇往直前； 

 

UDP 虽然简单，但它有简单的用法。它可以用在环境简单、需要多播、应用层自己控制传输的地方。 例如 DHCP、VXLAN、QUIC 等。