网络协议 -- UDP

TCP VS UDP

  1. TCP是面向连接的,而UDP是面向无连接
    • 在互通之前,面向连接的协议会先建立连接,例如TCP会进行三次握手
    • 建立连接
      • 建立连接,是为了在客户端和服务端之间维护连接,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
  2. TCP提供可靠交付
    • 通过TCP连接传输的数据,无差错、不丢失、不重复、按序到达
    • IP包没有任何可靠性保证,UDP继承了IP包的特性,不保证不丢失,不保证按序到达
  3. TCP是面向字节流的,发送的时候是一个流,没头没尾,IP包不是一个流,而是一个个的IP包
    • UDP继承类IP的特性,基于数据报的,一个一个地发,一个一个地收
  4. TCP支持拥塞控制,当它意识到包丢失或者网络环境不好时,会根据情况调整自己的行为
    • UDP不会理会网络环境的好坏,只管发
  5. 因此,TCP是有状态服务,而UDP是无状态服务

UDP Header

  1. IP头里面有一个8位字段,会区分传输层使用的是UDP还是TCP
  2. 处理完传输层的事情,内核的事情就基本处理完了,然后按照端口号,将里面的数据交给对应的应用程序去处理

UDP的特点

  1. 沟通简单:不需要大量的数据结构、处理逻辑、包头字段,相信网络环境是美好的,数据报很容易送达
  2. 轻信他人:不会建立连接,监听某个端口,所有人都能给它发数据,它也可以给任何人发数据
  3. 愣头青:不会根据网络环境的好坏进行发包的拥塞控制,无论网络丢包如何,该怎么发还是怎么发

UDP的使用场景

  1. 需要资源少,在网络情况比较好的内网,或者对于丢包不敏感的应用
    • DHCP就是基于UDP协议,一般获取IP地址都是内网请求,而且一次获取失败影响不大
  2. 不需要建立连接进行一对一沟通,而是可以广播的应用
    • UDP面向非连接的功能,可以承载广播或者多播的协议,DHCP是广播的一种形式
  3. 需要处理速度快、延时低,可以容忍少数丢包,但要求即使网络拥塞,也要继续发包
    • TCP在网络不好出现丢包时,拥塞控制策略会主动退缩,降低发送速度,这会让用户感觉更卡
    • 现在很多应用都要求低延时,并不想使用TCP那么复杂的机制,而是根据实际场景,实现自定义的可靠性和连接保证
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